中山大学蒋乐伦教授团队和卡内基梅隆大学Carmel Majidi教授 Matter:磁控固-液相变材料
2023-02-02 来源:高分子科技
微型机器在各个领域显示出巨大的潜力,例如药物输送、实验室/芯片器官、和微电子学。与由光、电场、pH和其他刺激驱动的微型机器相比,可编程磁场驱动系统显示出精确可控和无线操控的优势。最近,研究人员在提高磁控机器人的移动性、可控性和形态适应性方面做了许多工作。一类常见的固态磁控软体机器人由软聚合物(如弹性体和水凝胶等)与嵌入的磁性颗粒组成,但是这些柔性磁控材料很难通过非常狭窄的空间。磁控液体机器人在狭窄空间表现出更大的形态适应性,然而由于液体的低强度,磁控液体机器人负载能力有限。因此,开发固-液相可切换的可编程变形、多模态运动的磁控机器人具有重要意义。
图1 磁控固-液相变材料液-固相变原理图及应用
图2. 磁控固-液相变材料表征。(a) 在加热和冷却过程中,MPTM随时间的温度变化。插图为对应的红外图像。(b) 在固态和液态下MPTM的磁滞回线。(c) 在不同驱动速度下,MPTM的跟随速度。(d) 不同体积的MPTM的变形能力(用a/b表示长径比)
Video S1磁控机器人通过液化、穿过栏杆并使用放置在栏杆外的模具重新凝固来逃离牢笼
Video S2在封闭空间中,磁控机器人组装修复电路和组装零件(负载10 kg)
Video S3在液体环境中,机器人清除异物(绿色圆球)和释放模型药物的演示
原文链接: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00693-2#%20
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