研究人员使用自折叠式折纸超材料制造可重构机器人

2020-02-11 10:37:45    来源:    作者:

由美国国家科学基金会(National Science Foundation)资助的北卡罗来纳州立大学的研究人员 展示了如何使用kirigami启发的技术来设计薄片材料,这些薄片可以响应环境刺激而自动重新配置为新的2D形状和3D结构。

研究人员使用自折叠式折纸超材料制造可重构机器人

Kirigami是一种艺术形式,其中将单张纸切割并折叠以创建新的形状和结构。

NSF民事部项目主管Nakhiah Goulbourne说:“通过该项目获得的知识将促进多种技术,包括软机器人技术和可部署结构,其中可重构材料是可拉伸电子设备,电子皮肤和发电设备的可行构造。” ,机械和制造创新。这项研究通过将kirigami和软功能材料的艺术性结合起来,将几何和力学结合起来,丰富了3D形状构象库。

研究人员使用自折叠式折纸超材料制造可重构机器人

该 研究发表 在《 美国国家科学院院刊》上 。可以在NC State 新闻稿中找到更多信息 。

“这是我们所知的第一种情况,其中2D折纸模式可以自动将其自身重塑为不同的3D结构,而无需机械输入,”该论文的通讯作者NC State的Jie Yin说。“相反,我们以热能的形式施加能量,而材料本身会重新排列。”

研究人员使用自折叠式折纸超材料制造可重构机器人

新的“主动激进折纸”概念依赖于三层材料,该材料由两个对热不敏感的外层和一个在中间对热响应收缩的聚合物层组成。

材料的形状和结构以两种方式控制。贯穿所有三层的贯穿切口可控制材料的运动范围。穿过外层并暴露出热响应性聚合物的蚀刻,可以控制材料折叠的角度和方向,以及折叠的程度。当材料折叠时,它会打开通孔,从而将薄片的形状转换为2D或3D设计。

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