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运用3D打印开发出能软硬切换的材料

  美国MIT(麻省理工学院)的研究员在3D打印技术的的帮助下了,一种能在软和硬之间切换的材料。一本名为《Macromolecular Materials and Engineering》的专业杂志的一份论文上描述了这种材料。它是由MIT机械工程和应用数学教授用泡沫材料和蜡所开发制作的。

  这种材料其实是受美国国防部高级研究计划局(DARPA)的委托开发的。该机构希望,开发出像章鱼一样可以挤过狭小的缝隙,然后再恢复原状的机器人。研究团队经过长时间的构思认定,能够满足这种需求的唯一办法就是开发出一种可以在软硬之间进行切换的材料。

  比如,体积较大的物体想要通过狭窄的缝隙,我们需要它柔软并附有弹性。但是想要机器人需要完成某些作业就必须要求它拥有坚硬的特性。

  为了创建这种材料,研究团队开始研究起了泡沫和蜡。他们选择泡沫,是因为它可以被压缩;选择蜡,则是因为它在加热情况下拥有粘稠的液体特性而冷却后会变固体。研究人员刚开始开发出的第一批材料相当的简单:他们将普通的聚氨酯泡沫浸入融化的蜡,接下来通过挤压泡沫来吸收蜡。

△两个3D打印的有弹性的支架

  在接下来的测试阶段,研究者把这种浸了蜡的泡沫打印成格子状,他们发现,这种3D打印格子状的泡沫效果更好,研究人员在这种格子状结构中缠上铜线,通过对铜线进行加热,得以控制格子在柔软和坚硬之间转换。

  该材料的一个潜在的应用是在外科手术机器人身上。由于这种材料制成的机器人可以随意改变状态,所以他们能够在病人的身体内移动而不会造成损害。搜索和救援任务也可以作为该技术的一个潜在用途。这种可变形材料制成的机器人可以进入紧急救援人员无法进入的区域,在瓦砾中寻找灾难的幸存者。

  现在,研究小组正在考虑寻找类似蜡/泡沫组合的其它材料,并将其用于机器人。 

  据MIT News称,研究人员正在测试那些带悬浊颗粒的液体,看看它们是否可以根据磁场或电场的变化在软硬之间进行切换。

2018-08-17 15:58:44 来源:3D造   
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