ロボット工学の分野では、金属には強度、耐久性、耐久性など多くの利点があります。
一方、ヒドロゲルは軽量で伸縮性があり、生体適合性があり、コンタクトレンズや組織工学のフレームワークに最適な素材です。しかし、それらはデジタル回路やバイオエレクトロニクスアプリケーションに必要な電気をうまく伝導しません。
Soft MachinesLabの研究者カーネギーメロン大学は、高い電気伝導率を持ち、直流を流すことができる独自の銀-ヒドロゲル複合材料を作成しました。同時に、それはしなやかで変形しやすいままです。
導電性複合材料を介して伝達される動力シルバーとヒドロゲルは、このソフトスイマーのスティングレイにインスパイアされた形状記憶合金に動力を供給しました。クレジット：カーネギーメロン大学工学部ソフトマシーン研究所。
チームはシルバーフレークを配置しましたポリアクリルアミド-アルギン酸ヒドロゲルマトリックスのマイクロメートルサイズ。部分的な脱水のプロセスを通過した後、フレークはパーコレーションネットワークを形成しました。それらは導電性であり、機械的変形に耐性がありました。エンジニアは、脱水と水和のプロセスを制御することにより、フレークを凝集または分解させ、可逆的な電気接続を形成しました。
金属とヒドロゲルを組み合わせる以前の試み導電率の向上とコンプライアンスおよび変形性の低下との間のトレードオフにつながりました。エンジニアは、引張導電性液体金属エラストマーの開発経験を活かして、この問題を解決しようとしました。
アカエイスイマーの別のビュー。クレジット：カーネギーメロン大学工学部ソフトマシーン研究所。
「高い電気伝導率と高い電気伝導率を持っています弾力性のあるこの新しい複合材料は、バイオエレクトロニクスやその他の分野で多くの用途があります」と、機械工学の教授で研究の著者であるカーメルマジディは説明しました。 「たとえば、信号処理用のセンサー、パワーエレクトロニクス用の電力を生成するウェアラブルデバイス、伸縮性のあるディスプレイを備えた脳のステッカーを作成できます。」
複合銀ヒドロゲルを印刷できますスクリーンリソグラフィーなどの標準的な技術による。スクリーン印刷に似ています。研究者は、この技術を使用して、電気神経筋刺激用の皮膚電極を開発しました。マジディによれば、複合材料は「皮膚の神経組織の第2層のように」人体の広い領域をカバーすることができます。
将来的には、この複合材料は、たとえばパーキンソン病の患者や脳卒中後の筋肉障害や運動障害の治療に役立つでしょう。
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電気伝導率（電気伝導率、導電率）-電流を伝導する物体（環境）の能力、電界の影響下で電流の発生を決定する物体または環境の特性。また、この能力と電気抵抗の逆数を特徴付ける物理量。