Robotiikan alalla metalleilla on monia etuja - lujuus, kestävyys ja
Toisaalta hydrogeelit ovat kevyitä, venyviä jabiologisesti yhteensopiva, mikä tekee niistä erinomaisia materiaaleja piilolinsseille ja kudostekniikan kehyksille. Ne eivät kuitenkaan johda hyvin sähköä, jota tarvitaan digitaalisiin piireihin ja bioelektronisiin sovelluksiin.
Tutkijat Soft Machines LabCarnegie Mellon University on luonut ainutlaatuisen hopea-hydrogeelikomposiitin, jolla on korkea sähkönjohtavuus ja joka pystyy kulkemaan tasavirtaa. Samalla se pysyy taipuisa ja muodonmuutettavissa.
Teho, joka välitetään johtavan komposiitin kauttahopea ja hydrogeeli, vetävät tämän pehmeän uimarin stingray-innoittamana muistiseoksena. Luotto: Pehmeiden koneiden laboratorio, teknillinen korkeakoulu, Carnegie Mellon University.
Joukkue sijoitti hopeahiutaleetmikrometrin koko polyakryyliamidi-alginaatti-hydrogeelimatriisissa. Osittaisen dehydraation prosessin jälkeen hiutaleet muodostivat perkolaatioverkkoja. Ne olivat sähköä johtavia ja kestivät mekaanisia muodonmuutoksia. Ohjaamalla kuivumista ja nesteytysprosessia insinöörit saivat hiutaleet kasaantumaan tai hajoamaan muodostaen palautuvia sähköliitäntöjä.
Aikaisemmat yritykset yhdistää metalleja ja hydrogeelejäjohti kompromissiin parantuneen sähkönjohtavuuden ja vähentyneen yhteensopivuuden ja muodonmuutettavuuden välillä. Insinöörit pyrkivät ratkaisemaan tämän ongelman hyödyntämällä kokemustaan vetolujuutta johtavien nestemäisten metallielastomeerien kehittämisestä.
Toinen näkymä stingray-uimareista. Luotto: Pehmeiden koneiden laboratorio, teknillinen korkeakoulu, Carnegie Mellon University.
”Sillä on korkea sähkönjohtavuus ja korkeatällä uudella komposiitilla on monia käyttökohteita bioelektroniikassa ja muualla '', kertoi koneenrakennuksen professori ja tutkimuksen kirjoittaja Carmel Majidi. "Voit esimerkiksi luoda aivotarran, jossa on anturit signaalinkäsittelyä varten, puettava laite virran tuottamiseksi tehoelektroniikalle ja venyvät näytöt."
Komposiittihydrogeeli voidaan tulostaastandarditekniikoilla, kuten näytön litografia. Se on samanlainen kuin silkkipaino. Tutkijat ovat käyttäneet tätä tekniikkaa ihon elektrodien kehittämiseen sähköistä hermo-lihasstimulaatiota varten. Majidin mukaan komposiitti voi peittää suuren osan ihmiskehosta, "kuten toinen hermokudoksen kerros iholla".
Tulevaisuudessa komposiitti on hyödyllinen lihas- ja liikehäiriöiden hoidossa esimerkiksi Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla tai aivohalvauksen jälkeen.
Lue lisää
Uranus on saanut aurinkokunnan omituisimman planeetan tilan. Miksi?
Fyysikot ovat luoneet analogin mustasta aukosta ja vahvistaneet Hawkingin teorian. Minne se johtaa?
Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille
Sähkönjohtavuus (sähkönjohtavuus,johtokyky) - ruumiin (ympäristön) kyky johtaa sähkövirta, kehon tai ympäristön ominaisuus, joka määrittää sähkövirran esiintymisen niissä sähkökentän vaikutuksesta. Myös fyysinen määrä, joka kuvaa tätä kykyä ja sähköisen vastuksen vastavuoroisuutta.