立即释放
一组工程研究人员在控制所谓的软机器人方面取得了基本进展，他们利用磁场远程操纵嵌入在软机器人设备中的微粒子链。研究人员已经发明了几种利用这项新技术的设备。
“通过将这些自组装链放入软机器人，我们能够让它们执行更复杂的功能，同时仍然保留相对简单的设计，”北卡罗来纳州立大学和通讯作者的材料科学与工程副教授Joe Tracy说关于工作的论文。“这些设备的可能应用范围从远程触发的泵进行用于药物交付到远程可部署结构的开发。”
新技术建立在以前的工作在Tracy和Orlin Velev的自组装，磁致动复合材料中，在NC状态下的化学和生物分子工程invista教授。
对于本研究，研究人员将铁微粒引入液体聚合物混合物中，然后施加磁场以诱导微粒以形成平行链。然后将混合物干燥，留下嵌入嵌入的磁性颗粒链的弹性聚合物薄膜。
特蕾西说:“通过控制影响磁颗粒链的磁场，我们可以像一个软机器人那样远程操纵聚合物。”
具体地，可以改变磁场及其强度的方向。铁微粒链通过将自己和周围聚合物与所施加的磁场相同的方向对齐。
使用这种技术，研究人员创造了三种软机器人。一个设备是悬臂，可以抬高其自身重量的50倍。第二个设备是一种类似手风琴的结构，可扩展和收缩，模仿肌肉的行为。第三个装置是一种设计，该管设计成用作蠕动泵 - 压缩部分通过管道沿着管的长度移动，就像沿着管子一样挤出最后一点牙膏的人一样。
“我们现在正在努力改善这些设备的控制和力量，推动软机器人的潜力，”特雷西说。
研究人员还开发了一种评估磁悬浮举升器(如悬臂式装置)性能的指标。
“我们通过测量抬起的重量和升降机中的粒子的质量和所应用的磁场的强度来这样做，”本文和副教授伊隆大学的物理学。“我们认为这是该领域的研究人员的有用工具，他们希望找到比较不同设备性能的经验方式。”
本文，“用于软式机器人定向控制的链状铁微粒发表在杂志上ACS应用材料和界面。本文的牵头作者是塔尔萨大学的本科玛丽莎·施瓦肖，在该项目上工作，同时在国家统计学州的国家科学基金会的一部分进行了本科生计划的一部分。本文由Velev和前NC州立博士学位合作。学生Sumeet Mishra。
Schmauch的参与是由Research Triangle MRSEC资助的，NSF的拨款号是DMR-1121107。这项工作也得到了美国国家科学基金会(NSF)的资助号DMR-1056653。
- 船员 -
编辑注：研究摘要跟随。
用于软式机器人定向控制的链状铁微粒
作者：Marissa M. Schmauch，北卡罗来纳州立大学和塔尔萨大学;Sumeet R. Mishra，奥林D. Velev和Joseph B. Tracy，北卡罗来纳州立大学;和Benjamin A. Evans，伊隆大学
发表: 3月28日,ACS应用材料和界面
迪伊: 10.1021 / acsami.7b01209
摘要：磁链中磁粒子的磁场定向自组装为开发柔性机器人中定向响应材料提供了理论依据。使用更复杂的材料可以实现高级功能，同时仍然使用简单的设备架构。通过溶剂铸造制备了含有链状磁性微粒的弹性体膜，并形成了磁性驱动的举升器、手风琴、阀门和泵。链接既增强了驱动，又提供了方向性响应。悬臂梁用作提升器，能够提升高达50倍质量的聚合物薄膜。我们引入了“比扭矩”，即每磁场每质量磁颗粒的扭矩，作为评估和比较举升器和相关设备性能的指标。本研究中的器件产生的比扭矩为68 Nm/kgT，明显高于之前报道的驱动器。对折叠的手风琴结构施加磁场，会根据手风琴的方向产生拉伸和压缩。在由含有嵌入链的复合材料管组成的蠕动泵中，磁场使一段管在施加磁场时夹闭。这些结果将促进基于链状磁性粒子的软机器人的进一步发展，以及设计具有更高比力矩的材料的努力。
如何CET确定这枚新发动机的展略不会被任何并发磁场伪装？