新型导电凝胶可充当软体机器人神经系统

互推小编 2023-05-01

参考消息网4月18日报道有时，科学以蜗牛的速度前进，但在下述情况下，这是一件好事：研究人员造出了一种将聚合物与液态金属结合的湿软材料，并在蜗牛式机器人中进行了演示。

据《科学美国人》月刊网站4月12日报道，研发人员说，这种导电凝胶可以用于制造自我修复的电子电路和测量心脏和肌肉活动的生物监测器——甚至可能成为机器人的神经系统。

这种复合材料具有弹性，而且像活组织一样柔软。如果它发生断裂，裂口处可以重新整合在一起，这种材料可以在没有任何外在加热或化学处理的情况下迅速重新形成分子键。最关键的一点是，其研发人员说，它是第一种能导电的此类材料。

这种新材料具备的这些能力可能推动科研人员开发出无线医疗监测器和完全柔软的机器人。美国麻省理工学院的莉莲·秦（音）说：“对我的研究来说，有一件真正重要的事情是：‘怎么让单一材料具备多重功能？’”她的研究课题之一是开发软体机器人组件。她说，现有的软体机器人通常至少包括一些刚硬的金属和硅组件。但是，柔软、灵活的活组织可以完成多项任务；肌肉既能使我们的身体移动，又能向我们的大脑提供相关动作的电子反馈。

为了制造一种可执行多重任务的人造物质，研究人员先将一条长长的聚合物链浸泡在溶剂中以保持其柔韧性，然后小心翼翼地将一小滴一小滴的镓-铟液态金属和微小的薄银片加入溶剂中。这产生了一种点缀着导电金属的低密度凝胶。

该研究论文最近发表在英国《自然·电子学》杂志上。研究人员用他们的新材料将发动机与两种基本机器——蜗牛式软体机器人和玩具车——中的动力源连接起来。这种材料的自愈能力可帮助这些简单的电路抵御磨损和断裂，而且可以轻易地被重新配置。例如，研究小组切断了玩具车传输电力的凝胶“电线”，并重新连接线路，使其既能为玩具车的移动又能为安装在车底盘上的一只小灯供电。

该研究论文的资深作者、美国卡内基-梅隆大学的机械工程师卡梅尔·马吉迪说，蜗牛式机器人“展示了一种可能性，即利用这些材料充当软体机器人的人造神经组织”。但真正多功能的机器人需要对新材料进行更复杂的利用。马吉迪说：“在实践中，我们希望拥有数字打印能力，这样就能制造出更复杂的电路，这些电路可以与微电子芯片以及其他类型的部件连接。我们实际上可以在更先进的机器人和电子设备上使用这样的电路。”

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