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新型导电凝胶可充当软体机器人神经系统
本文转自：北京青年报
◎环球科学
最近有研究人员制造出了一种聚合物与液态金属相结合的柔性材料，并将它用于一款蜗牛状的机器人中。研究人员表示，这种导电凝胶还可以用于制造具有自我修复能力的电子电路，以及可测量心脏和肌肉活动的生物监测器，甚至可能形成机器人的神经系统。
这种复合物像活组织一样有弹性且柔软。当它发生断裂或撕裂时，裂纹边缘可以连在一起，材料的分子键也会迅速重新形成，而不需要任何额外的热处理或化学处理。根据研究人员的说法，这种材料的重要之处在于，它是首个可以导电的柔性材料。
有了以上特性，这些材料或许有助于无线医疗监测器和全软体机器人的研发。金莉莲是美国麻省理工学院的博士研究生，她的部分研究涉及对软体机器人组件的开发。她表示现有的软体机器人通常至少拥有一些金属和硅组件，但这些都是刚性材料。而柔软、有弹性的活组织可以执行更多任务。例如，肌肉既能使身体运动，又能将运动相关的电信号反馈给大脑。
为了构建一种多任务处理的人造物质，研究人员首先将缠结的聚合物长链浸泡在一种溶剂中，以保持柔软，然后小心翼翼地混入镓铟液态金属的微滴以及微小的银片。这会产生一种散布着导电金属的低密度凝胶，它具有足够的导电能力来为电机等设备提供动力。
在这项最近发表于《自然·电子学》的研究中，研究人员利用他们开发的这种新材料，将电机直接接在两台机器的电源上：一个蜗牛状的软体机器人和一辆玩具汽车。这种材料拥有较强的自我修复能力，因此可以使这些简单的电路连接经得起损坏并且易于重构。例如，这支研究团队切断了玩具汽车的凝胶“电源线”，主动改变它们的连接方式，从而实现了同时为汽车移动和一个小型内置灯提供动力的目标。
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·马吉迪表示，蜗牛状软体机器人的例子展示了一种以仿神经系统的方式在软体机器人中利用这种材料的可能。不过，真正的多功能机器人需要这种新材料具有更复杂的功能。马吉迪说：“在实践中，我们希望拥有数字印刷能力，这样或许就可以制造出更复杂的电路——它们可以与微电子芯片以及其他类型的组件连接，从而被用在更复杂的机器人和电子应用中。当我们用柔性材料制造机器和机器人，而不是刚性材料时，就带来了更多的可能性。”
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快照生成时间：2023-07-05 05:45:09
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