北欧研究人员以3D打印为核心研发出4D精密机器人
2020-08-24 阅读量:20 来源:机智网

据外国媒体报道,北欧国家--瑞典一所大学的一组研究人员基于3D打印机进一步研发了用于微机器人的微执行器,研究发现该致动器包含一种电活性聚合物,该聚合物在打印后在存在电荷的情况下会改变形状,从而赋予其4D功能。

虽然4D打印的软机器人通常仅限于厘米或毫米级,但如今技术研究人员将其驱动机制缩小到微米范围,厚度约为20微米。他们声称自己的定制机器具有多功能性和可扩展性,并希望借助以前看不见的复杂微型机器人来“扩大软机器人的范围”。

4D打印也是一种3D打印方法,通过这种方法制造的物体会随着时间的流逝使用能够变形的材料进行变形处理。

据了解,研究的第一阶段涉及构建打印机。机器的基础是三轴可编程CNC工作台,配备了高精度的流体分配系统,连接到分配系统的是5mL锁定注射器,从而通过平台的横向运动控制挤出速率。

研究人员首先在载玻片上放置了一层仅40nm厚的金薄层,以形成导电层。然后用注射器将一层可紫外线固化的聚氨酯丙烯酸酯凝胶分配到导电层上。凝胶将继续形成微致动器的“身体和手臂”。凝胶在紫外光下完全固化后,研究小组在金片的另一面上沉积了一层聚吡咯(EAP)。


经过无数次的尝试和失败,她们打印出长度范围从5000微米一直到1000微米的微致动器,最薄的微致动器只有20微米厚。研究人员发现,与其他3D打印方法的典型1kV +相比,他们可以以低至1V的电位来启动设备。科学家们认为,他们的工作显示出通过3D打印技术将低成本微型机器人小型化的巨大潜力。

除此之外,赖斯大学的研究人员最近使用4D打印了自己的软机器人,这些机器人会因温度变化而激活,他们打算将这项技术开发到可以用于按需重新配置自身的生物医学植入物的程度,这将是医疗界的一大进步。

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