研究人员使用致动开发一种改变弹性片形状的方法

电动机和发动机等机械系统取决于僵硬部件的两种主要类型。一个是线性运动,其中物体以直线从一个点移动到另一个点,另一个是旋转运动,其中物体在轴上旋转。

初始平坦的圆形弹性体圆形弹性体,其中嵌入电极变化成鞍形。(图片信用:Clarke Lab / Harvard Seas)

自然已经创造了更精致的运动或致动 - 可以更直接地和软组件进行复杂功能。例如,只需收缩软肌即可改变角膜形状,人眼可以改变焦点。相反,通过手动或通过自动对焦,通过移动固体镜头来焦点相机焦点。

但是,如果在大自然中发现的形状变化和动作可以模仿?

目前,科学家们Harvard John A. Paulson工程学院和应用科学学院亚博老虎机网登录(海)设计了一种用于改变扁平弹性体的形状的技术,使用致动,其可逆,快速,可重新配置到各种形状,并被施加的电压控制。

报告了这项研究自然通信

我们将这项工作视为开发柔软的形状转换材料的第一步,这些换档材料根据计算机的电控制信号改变形状。这与1950年代采取的第一步是从硅中创建集成电路,更换由离散的单个组件制成的电路。正如这些集成电路与当今电子产品的能力相比,我们的设备具有简单但集成的电导体和电介质的三维架构,并展示可编程重新配置的元素,以产生大型和可逆的形状变化

David Clarke,延长Tarr家族材料教授,哈佛海亚博网站下载

David Clarke也是本文的高级作者。

可重新配置的弹性体片由几层组成。基于碳纳米管和不同形状的电极集成在每层之间。在向这些电极施加电压时,在弹性体片内形成空间变化的电场,该弹性体片材在材料几何形状中产生不均匀的变化,使其能够改变为可控的三维形状。

可以独立地接通各种电极,允许根据关闭和开启的电极组的不同形状。

除了可重新配置和可逆的外,这些形状的变形致动具有与天然肌肉类似的功率密度。此功能可以转换机械设备的工作方式。存在电流装置的示例,其可以更有效地使用更复杂的变形,例如光学镜和镜头。更重要的是,这种致动方法将打开新颖的设备的门,这些设备被视为由于所需的复杂变形而被视为追求,例如形状 - 变形翼型

Ehsan Hajiesmaili,研究生,海洋

ehsan hajiesmaili也是本文的第一个作者。

在本研究中,研究人员还通过考虑施加的电压和设计来预测致动形状。接下来,科学家的目标是处理给出所需的致动形状的逆问题,并且团队需要预测电极的设计和将导致它的所需电压。

与本研究有关的知识产权受哈佛大学技术开发办公室的保护,这是探索商业化的机会。

本研究由哈佛MRSEC通过国家科学基金会支持。亚博老虎机网登录

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