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中大研3D磁調控動態變形軟材料 冀塑造更靈活軟體機械人

on.cc 東網

更新於 2022年12月30日17:00 • 發布於 2022年12月30日17:00 • on.cc 東網
中大宣布,發明一種具有三維(3D)可變形能力的鐵磁性有機矽彈性體。
中大宣布,發明一種具有三維(3D)可變形能力的鐵磁性有機矽彈性體。

微型機械人科技有望有新突破!香港中文大學機械與自動化工程團隊宣布,新發明一種具有三維(3D)可變形能力的鐵磁性有機矽彈性體。研究團體指,新技術靈感來自魚鰭,進一步拓展可變形軟材料在工程領域應用,如塑造更靈活的軟體機械人,並進一步探索相關生物醫學應用。有關研究成果已於國際著名期刊《自然通訊》(Nature Communications)發表。

可屈曲變形的軟材料,現時廣泛應用於柔性電子裝置及智能系統,如微型天線、智能黏附裝置及近距離無線通訊裝置等。惟軟材料未能做到自由度更高及更複雜的多形態動態調控,導致應用範圍有所局限。

中大機械與自動化工程學教授張立分享,是次發明透過一種新磁動態調控策略,利用磁場控制軟材料,作出更靈活的形態轉換。新研發的磁性彈性體,吸收有機溶劑甲苯後,會在其內部擴散導致膨脹,而透過基板約束產生屈曲,可自然形成3D複雜波浪式的變形;加強脈衝磁場磁化,則可將彈性體由膨脹至回復原狀。

張立稱,自然界生物通過高度可控的形態轉變以適應環境,例如葉面有皺紋的植物改變表面面積來調節水合作用;刀魚則通過調節其波浪形帶狀鰭,來控制游動方向,包括向前或向後移動,或停留在原地不動。是次發明受到刀魚可隨意屈曲的波浪形魚鰭啟發,研製出可自由屈曲變形的磁性彈性體,實現3D結構在不同維度尺度下的多形態轉換。

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