写道氮杂2014年6月19日
研究人员开发了一种技术，可用于生产由弹性材料和液体金属制成的“软机”，用于机器人，医疗装置和消费电子产品中的潜在应用。亚博网站下载
Purdue研究人员开发了一种技术，可以在橡胶状聚合物内嵌入液合金图案以形成传感器网络。该方法可用于生产由弹性材料和液体金属制成的“软机”，用于机器人，医疗设备和消费电子产品中的潜在应用。亚博网站下载信用:(丽贝卡克莱默/普渡大学）
这种弹性技术可以使机器人能够具有感觉皮肤和可伸展的服装，人们可能会佩戴与计算机或治疗目的的互动。
然而，在普渡大学机械工程助理教授的助手教授丽贝卡·克拉姆表示，必须开发新的制造技术。
她和她的学生正在努力开发制造技术，它使用定制的3D打印机。最近的调查结果显示如何使用该技术来创建名为应变仪的设备，这些设备通常在许多商业应用中发现以测量延伸的东西。
该研究结果详述了本周在杂志高级功能材料中出现的研究文件中，并在前盖内部出现在日记内。亚博网站下载本文由博士后研究助理J. William Boley撰写撰写撰写;博士生Edward L. White;乔治T.C.Chiu，机械工程教授;和克拉姆。
研究人员将液 - 合金装置嵌入一种称为聚二甲基硅氧烷或PDMS的橡胶状聚合物中，或PDMS，硅基弹性体“。液体镓 - 铟合金用于产生线条的模式以形成传感器网络。
“它有一些奇怪的属性，”Kramer说。“镓氧化真正快速，形成厚厚的氧化镓皮肤，这是使用典型的液体加工技术合作的挑战性。”
然而，Purdue研究人员发明了一种利用合金的氧化皮肤的方法。
“我们使用它来利用这种氧化物皮肤来实现结构稳定性。这意味着您可以在表面上打印液体，它将保持稳定的结构而不移动，”她说。“一旦打印它，就可以将其翻转或将其翻转或将其翻转，因为液体被该氧化物皮肤包裹。我们使用该发现在弹性体中嵌入我们的电子产品，而不会在处理步骤期间改变或改变印刷结构。”
应变仪测量材料延伸或变形的程度。由于传统的应变仪由刚性金属膜制成，因此在断开之前不能测量超过1％的变形，而软质量计可以继续与材料一起拉伸，测量材料的100％。
“柔软应变仪令人兴奋的是它可以检测到非常高的菌株，并且几乎可以用几乎任何材料变形，”Kramer说。“当你弯曲肢体时，你的关节周围的皮肤经历了大约50％的压力，所以如果你想拥有追踪你的运动的感觉皮肤和可穿戴技术，你需要采用柔软的可伸缩材料，不会限制你自然的运动范围亚博网站下载。“
研究论文中的调查结果介绍了如何使用3D打印机创建软应变仪。
“如果你想实现一个应变计装置，并且希望痕迹是一定的宽度或高度，我们可以通过我们的论文告诉您您应该选择哪些参数，包括液体的流速，阶段的速度，喷嘴从基板的支座距离。我们为3D打印液态金属创建了一种设计策略。“
该研究表明，液体合金不容易粘附在PDM上，而氧化物皮肤也是如此。结果可以使研究人员能够增加这种粘附力，这是可以帮助进一步发展该技术的步骤。
“由这些材料制成的大多数传感器是单独原型的，并限于毫米级，”亚博网站下载克拉姆斯说，克里姆人领导创建原型传感器的团队。“我们的过程能够在微尺度上进行数字制造传感器。虽然这是一个巨大的一步，但我们需要继续减少比例和增加密度，以开发与传统，刚性设备相当的传感器和电子产品相当的密度人体皮肤的功能。“
新过程还可用于制造压力传感器，电容器和导体。以前，克拉姆人使用相同材料开发出一种高弹性触觉键盘。亚博网站下载
“这是一个灵活且可穿着的敏感键盘，”她说。“当你推动弹性体时，它会变形潜在的微通道，改变它们的阻力。”
软机可以做出新型软机电系统或MEMS。当前MEMS如消费电子设备，汽车安全气囊等产品中发现的微型加速度计和陀螺仪是由固体金属制成的。但是，软MEMS的开发可以打开新的应用程序。
来源：http://www.purdue.edu/