酷应用

泡泡：我也没想到，科学家用电把我吹起来，还不装气阀无限次使用

百家 作者：大数据文摘 2023-02-20 13:03:05
大数据文摘授权转载自机器人大讲堂

还记得童年时吹的泡泡胶吗？


也许是受到了吹泡泡的启发，有科学家做了一个长相酷似泡泡胶的机器人。

这可不是吹口气那么简单，全是“科技与狠活”。

它其实是一种软体致动器，将液态金属和水凝胶结合在一起，完全依靠电力运行，无需外部设备，上电后会产生氢气，鼓起泡泡。


可以控制并预测泡泡的大小，从而实现不同的运动。


例如最简单的，使用不同方式工作的抓手：



看到这里，有没有觉得自己小时候的泡泡白吹了？

有什么用？


这样一个小小的机器人，到底有什么用？或者说，为什么要做这样一个机器人呢？


软体机器人的优点数不胜数，灵活、柔软、适应性强，交互非常安全，尤其是气动那种，腔室重量轻，还易于制造。但是多数气动软机器人要背着一个很沉重的机械泵，还不能完全实现自由。


这个“电气泡”机器人就解决了这一问题，摆脱了这种沉重的束缚，气泡的气体是通过「电化学反应」产生的，仅需要几个伏特的电位。


说到电驱动，软体机器人兄弟中还有一种叫做「介电弹性体」的材料，也是通过电驱动，但它使用的电压可是相当高，相比之下，“电气泡”就省的多得多。

这样一来，使用电化学气泡法制作的机器人具有很大的潜力，来制造出各种无系绳（无泵）、电动控制的软设备，由于其材料的特殊性，甚至可以在水下操作。

「电化学反应」可无限次使用


接下来就仔细说说如何通过「电化学反应」产生气体。


“电气泡”由液态金属电极和水凝胶制成，当对液态金属电极施加电压，在水凝胶和电极之间的界面上会发生氧化还原反应，将水凝胶中的水转化为氢气，形成的气体使水凝胶膜膨胀，形成一个气泡，其中包含氢气、LM和来自水凝胶壁上的少量水。


因此，水凝胶有两个用途：

(1)它形成可拉伸的腔室，可气动膨胀；(2)它含有70%的水，可作为电化学驱动的“燃料”。

由于每次「电化学反应」消耗的水很少，该装置可以经历多次驱动循环，这种水凝胶甚至可以从环境中吸收水，从而提供连续的运行。


在去除电压输入后，“电气泡”能保持60%的体积超过6小时，根据不同的运动需求，也可以在几秒内膨胀和收缩。

开发者介绍


根据开发者的说法，这是第一个用腔室壁为驱动提供电解质的软体电化学驱动器。

这项研究来自北卡罗来纳州立大学，第一作者为化学与生物分子工程系的博士研究生Veenasri Vallem 。


通讯作者为Michael Dickey 教授，他是Veenasri的指导教师，目前Dickey 教授的研究团队专注于研究图案化、驱动和控制软材料（凝胶、聚合物、液态金属）等。


研究成果发表在《Soft Matter Journal》期刊中，论文标题为“Soft electrochemical bubble actuator with liquid metal electrode using an embodied hydrogel pneumatic source”

论文地址：

https://doi.org/10.1039/D2SM00874B



点「在看」的人都变好看了哦！

关注公众号：拾黑（shiheibook）了解更多

[广告]赞助链接：

四季很好，只要有你，文娱排行榜：https://www.yaopaiming.com/
让资讯触达的更精准有趣：https://www.0xu.cn/

*文章为作者独立观点，不代表 爱尖刀 立场
本文由 大数据文摘发表，转载此文章须经作者同意，并请附上出处( 爱尖刀 )及本页链接。
原文链接 https://www.ijiandao.com/2b/baijia/453285.html
图库
大数据文摘 大数据文摘
公众号 关注网络尖刀微信公众号
随时掌握互联网精彩
赞助链接
百度热搜榜
排名 热点 搜索指数
iTrust
AiDeep Ued
关于我们 联系我们 升级日志 法律声明 广告服务 侵删通道
Copyright © 2021 K2CMS All rights reserved.
京ICP备14006288号