Op het gebied van robotica hebben metalen veel voordelen: sterkte, duurzaamheid en
Aan de andere kant zijn hydrogels lichtgewicht, rekbaar enbiocompatibel, waardoor ze uitstekende materialen zijn voor contactlenzen en weefselmanipulatieconstructies. Ze geleiden de elektriciteit die nodig is voor digitale schakelingen en bio-elektronische toepassingen echter niet goed.
Onderzoekers van het Soft Machines-laboratoriumDe Carnegie Mellon University heeft een uniek zilver-hydrogelcomposiet gemaakt dat een hoge elektrische geleidbaarheid heeft en gelijkstroom kan doorlaten. Tegelijkertijd blijft het buigzaam en vervormbaar.
Vermogen overgedragen via geleidende composietzilver en hydrogel, aangedreven door de op pijlstaartrog geïnspireerde legering met vormgeheugen van deze zachte zwemmer. Credit: Soft Machine Laboratory, College of Engineering, Carnegie Mellon University.
Het team plaatste zilveren vlokkenmicrometergrootte in een polyacrylamide-alginaat-hydrogelmatrix. Na het proces van gedeeltelijke dehydratie te hebben doorlopen, vormden de vlokken percolatienetwerken. Ze waren elektrisch geleidend en bestand tegen mechanische vervorming. Door het uitdroging- en hydratatieproces te beheersen, lieten de ingenieurs de vlokken klonteren of uit elkaar vallen, waardoor omkeerbare elektrische verbindingen werden gevormd.
Eerdere pogingen om metalen en hydrogels te combinerenleidde tot een afweging tussen verbeterde elektrische geleidbaarheid en verminderde compliantie en vervormbaarheid. De ingenieurs probeerden dit probleem op te lossen door gebruik te maken van hun ervaring met het ontwikkelen van trekgeleidende vloeibare metaalelastomeren.
Nog een blik op de pijlstaartrogzwemmer. Credit: Soft Machine Laboratory, College of Engineering, Carnegie Mellon University.
“Met een hoge elektrische geleidbaarheid en hoogelasticiteit, heeft deze nieuwe composiet veel toepassingen in de bio-elektronica en daarbuiten '', legt Carmel Majidi, hoogleraar werktuigbouwkunde en auteur van de studie, uit. "Je kunt bijvoorbeeld een hersensticker maken met sensoren voor signaalverwerking, een draagbaar apparaat om stroom op te wekken voor vermogenselektronica en rekbare displays."
Composiet zilver hydrogel kan worden bedruktdoor standaardtechnieken zoals schermlithografie. Het is vergelijkbaar met zeefdruk. Onderzoekers hebben deze techniek gebruikt om huidelektroden te ontwikkelen voor elektrische neuromusculaire stimulatie. Volgens Majidi kan de composiet een groot deel van het menselijk lichaam bedekken "zoals de tweede laag zenuwweefsel op de huid".
In de toekomst zal het composiet nuttig zijn bij de behandeling van spier- en bewegingsstoornissen, bijvoorbeeld bij patiënten met de ziekte van Parkinson of na een beroerte.
Lees verder
Uranus heeft de status van de vreemdste planeet in het zonnestelsel gekregen. Waarom?
Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Elektrische geleidbaarheid (elektrische geleidbaarheid,geleidbaarheid) - het vermogen van een lichaam (omgeving) om een elektrische stroom te geleiden, een eigenschap van een lichaam of omgeving die het optreden van een elektrische stroom daarin bepaalt onder invloed van een elektrisch veld. Ook een fysieke grootheid die dit vermogen en het omgekeerde van elektrische weerstand kenmerkt.