Новый складной металлический материал способен вывести на новый уровень мягкую робототехнику

Когда речь заходит о роботизированных устройствах с мягким телом, то они обязательно должны иметь схожие свойства с резиной и возможность складываться как оригами. Последнее может вскоре стать намного легче и эффективнее благодаря электрически проводящему складывающемуся металлическому материалу.

Мягкая робототехника в стиле оригами обычно изготавливается из сложенных листов пластика или бумаги. Чтобы сделать их электронно-функциональными, на их поверхность должны быть добавлены датчики и схемы, что делает их более объемными, тяжелыми и, следовательно, менее гибкими.

Изготовление нового материала

Разработанный учеными из Национального университета Сингапура, новый материал частично состоит из бумаги, которая складывается в расширяющуюся и сжимающуюся структуру, похожую на сильфон аккордеона.

Затем эту структуру замачивают в растворе оксида графена, погружают в раствор ионов платины (также можно использовать золото или серебро), обжигают в газообразном аргоне при температуре 800ºC (1472ºF), а затем обрабатывают на воздухе при 500oC. ºC (932 ºF).

В результате этого процесса получается материал, состоящий из 70 процентов платины и 30 процентов аморфного углерода (другими словами, зола). На последнем этапе этот материал замачивают в растворе эластомера, чтобы стабилизировать его.

Свойства гибкого материала

Готовый продукт является складным, растягивающимся и гибким, обладая толщиной всего в 90 микрометров. Как заявили ученые, материал почти настолько же легок, как и бумага, но в отличие от нее или пластика, он электропроводен.

Кроме того, он может выдерживать температуры до 800 ºC в течение пяти минут при отсутствии открытого источника пламени, а также генерирует тепло в ответ на приложенный электрический ток.

Эти свойства могут позволить роботам с «основой», выполненными из этого материала, работать в опасных условиях и при необходимости высушить себя. Эксперименты также показали, что материал способен принимать радиосигналы и работать как антенна, что позволит роботам осуществлять беспроводную связь друг с другом или с оператором-человеком.

В настоящее время ученые изучают возможность использования менее дорогих металлов, таких как медь, и изучают способы, позволяющие материалу сохранять энергию - поэтому отдельная батарея не потребуется. Есть надежда, что этот материал в конечном итоге может быть использован в таких устройствах, как поисково-спасательные роботы или в легких протезных механизмах. Документ об исследовании, которое ведет Профессор Чен По-Йен недавно был опубликован в журнале Science Robotics.