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      软体机器人能被“喷墨打印”造出

      2019-05-22 11:40:18

      美国普渡大学的科研人员日前利用喷墨打印技术制造出液体合金设备,这一新工艺可用于大规模生产柔性可伸展导体,直至软体机器人。


      据物理学家组织网站2015年4月8日(北京时间)报道,将于4月18日发表在《先进材料》杂志上的此项研究论文称,美国普渡大学的新工艺专注于驾驭喷墨打印技术以制造液体合金设备,能打印用于一切弹性材料和纤维上的柔性可伸展导体,这也被称作“机械烧结镓铟纳米颗粒”方法。


      论文作者、普渡大学机械工程系助理教授瑞贝卡·卡莫尔说:“我们想创造一种可伸缩的电子设备,能与挤进狭小空间的机器人或不受运动所限的可穿戴技术相兼容。而液体金属制成的导体可伸展、能变形,但不会断裂。”相应的弹性技术将催生全新的机器人——它被人们穿戴后能与计算机进行互动,或者用于治疗目的。然而,软体机器人在商业上可行之前,新的工业制造技术必须有所发展才行。


      科研人员描述新工艺时说,可打印油墨首先在非金属溶剂中将液体金属分解成散装颗粒,然后他们用超声波将其打碎成纳米微粒,正是这种纳米微粒填充的墨水可与喷墨印刷技术兼容。


      卡莫尔解释说:“液体金属的自然状态是不可以用来喷墨打印的,我们做的就是创造足够微小的液体金属纳米粒子,让它们能够穿过打印机喷嘴。首先将经过声波处理的液体金属放入乙醇溶剂中,在溶剂中形成纳米粒子并均匀分布;然后可以在任何衬底上进行打印;乙醇蒸发后,就能获得液态金属纳米粒子打印的‘作品’了。”打印之后,纳米粒子必须通过能将材料导电性重建的光压进行融合,这个步骤非常重要,因为液体金属纳米粒子此前被涂有防止导电的氧化镓“皮肤”,因为脆弱,所以一经施压便立刻消失,纳米粒子又重新融合在一起。


      新工艺还能让某一部分材料按照特殊设计体现得更加灵活。卡莫尔说:“我们通过在特定区域施压,能够有选择性地激活一部分。”这意味着它在空白胶片制造业具有巨大潜在应用价值。


      科研人员表示,未来的研究方向将是探讨油墨如何与正在打印的表面之间相互作用,以更有利于生产特定类型的设备。此外,研究人员还将模拟个别粒子被施加压力时的破裂状况,为制造新型传感器提供有用信息。

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