大阪工業大學與阪本藥品工業成功開發出一種可吸水膨脹並能抬升上方物體的微小凝膠粒子。此項技術僅利用吸水的自然現象,在無需電力或馬達驅動的情況下,即可對抗負載實現升降功能,完成「無動力源驅動」的抬升機構驗證。
此次開發的凝膠粒子為數毫米尺寸的立方體(類似骰子形狀)。將4顆粒子並排放置,於上方覆蓋玻璃板與約10公克重物後加入水分,粒子會吸水並緩慢膨脹,在不使用任何電氣元件的情況下,成功將重物抬升約1毫米。相較於既有球狀凝膠粒子容易滾動、穩定性不足的問題,此次採用的立方體結構可透過平面接觸提升定位穩定性,即使傾斜也不易滾動。結果顯示,粒子幾何形狀對機械穩定性具有關鍵影響。
此外,凝膠粒子的形狀與尺寸可自由設計,例如立方體、四面體或正十二面體等,具有高度設計彈性,預期可應用於以水驅動的微型致動器(Actuator)、軟性機器人(Soft Robotics)等領域。另一方面,此材料採用不使用有機溶劑的環保製程進行合成,因此兼具環境友善性。
此項利用容易取得之水資源產生的驅動機制,可望成為次世代不仰賴電力的智慧材料技術,開啟新的應用可能性。