• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Gör mekanisk hud

    Flytande metallkompositer möjliggör mjuka, töjbara kretsar som är elektriskt ledande, mekaniskt självläkande, och mycket anpassningsbar. Upphovsman:Soft Machines Lab, Carnegie Mellon University

    Mjuk, stretchbara material som också är elektriskt ledande är svåra att få tag på. Det är ännu svårare att skapa en krets som tål skador, går så långt som att läka sig själv. För forskare från Carnegie Mellon University, dock, den här typen av innovationer är bara ännu en dag på kontoret.

    I två nyligen publicerade artiklar, team av CMU -forskare gjorde framsteg inom bärbar elektronik och andra mjuka maskiner. Carmel Majidis Soft Machines Lab (SML) har länge arbetat inom detta område, och dessa två papper speglar det.

    Tidigare 2018, Majidi, docent i maskinteknik, och hans team skapade en krets som elektriskt kunde läka sig själv - det vill säga den kunde fortsätta att fungera även efter att huvudvägarna hade klippts eller skadats. Nu, de har skapat ett material tillverkat med flytande metall som också fysiskt kan reparera skador. När två bitar av elektriska flytande metallkompositer placeras tillsammans, de kan smälta ihop på samma sätt som huden läker efter ett snitt. Denna innovation gör att kretsar tål mer skada eftersom de helt enkelt kan reparera den.

    SML uppnådde dessa framsteg med hjälp av en flytande metall gjord av en gallium- och indiumlegering. Denna metall är säkrare än andra flytande metaller som kvicksilver, säger författarna. Dessa upptäckter gör att tekniken kan utökas till andra polymerer, inklusive geler. Detta utökar omfattningen - och effekten - av deras forskning. Faktiskt, kretsar gjorda med flytande metaller kan raderas och ritas om, gör dem mycket anpassningsbara.

    Dessa nya material kan också skrivas ut i 3D. Sarah Bergbreiter, professor i maskinteknik, arbetade med Majidi och SML för att skriva ut dessa material med hjälp av en ny tillverkningsprocess. Att skapa 3D-strukturer för dessa självläkande och omskrivbara kretsar kommer att bredda applikationsutbudet.

    Mjuka kompositer som använder droppar av galliumbaserad flytande metall har potential för transformativ påverkan vid multifunktionell materialteknik. Upphovsman:Soft Machines Lab, Carnegie Mellon University

    En sådan tillämpning är energihämtning. Energi kan genereras med hjälp av elektricitet genom kontakt mellan två ytor. Tänka, till exempel, den elektricitet som får ditt hår att stå upp när du gnuggar en ballong mot det. Samma princip kan tillämpas på bärbar elektronik, så att de kan få energi från mänsklig rörelse.

    Även om den teoretiska grunden finns, detta är första gången någon har kunnat få det att fungera med kompositen. Vad mer, flytande metaller är mycket ledande, så att de enkelt kan producera stora mängder energi. Och, eftersom elektroniken är mjuk och töjbar, de kan enkelt integreras i kläder.

    När Majidis team lade till materialet i ett par sportshorts, de kunde skörda tillräckligt med energi från bärarens rörelse för att driva en hygro-termometersensor med digital display (en liten bärbar dator).

    Tillämpningar av denna forskning är långtgående. Författare säger att dess användning kan inkludera bioinspirerad robotik, interaktion mellan människa och maskin, bärbar dator, och solceller. Dessa mjuka robotar kommer att vara mycket anpassningsbara och hållbara, möjliggör ett brett spektrum av applikationer.

    Pappret, med titeln "Kontrollerad montering av flytande metallinneslutningar som en allmän metod för multifunktionella kompositer, "publicerades i Avancerade material .


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com