3D打印軟網機器人

北卡羅來納州立大學的研究人員已經創建了3D打印的柔性網狀結構，可以在浮在水面上時通過施加的磁場進行控制。這些結構可以抓住小物體并攜帶水滴，使它們有可能用作模擬生活在水面上的生物的軟機器人，或者可以作為細胞培養的組織支架。

“這項研究顯示了3D打印和軟機器人相結合的新興領域的能力，”北卡羅來納州立大學化學與生物分子工程學院的S. Frank和Doris Culberson杰出教授Orlin Velev說道，該論文的另一位作者描述了這項研究。

為了制造這些結構，研究人員用有機硅微珠制成了一種“墨水”，由液態有機硅結合并包含在水中。由此產生的“同質復合觸變膏”類似于普通牙膏，它可以很容易地從管中擠出，然后在牙刷上保持其形狀而不會滴落。研究人員使用3D打印機將糊狀物塑造成網狀圖案。然后將圖案在烘箱中固化，以產生柔性硅樹脂結構，通過施加磁場可以控制 - 拉伸和塌陷。

“這種自增強漿料使我們能夠創造出超柔軟和柔韌的結構，”北卡羅來納州立大學博士Sangchul Roh說。Velev實驗室的學生和論文的第一作者。

“嵌入羰基鐵顆粒，廣泛使用并具有高磁化強度，使我們能夠對磁場梯度產生強烈反應，”材料科學與工程教授兼該項目高級共同研究員Joseph Tracy補充道。

Velev說：“這些結構也是拉脹的，這意味著它們可以向各個方向擴展和收縮。” “通過3D打印，我們可以在施加磁場之前和之后控制形狀。”

結構的特性還允許它們在漂浮在水面上時使用，類似于水str，或者掠過或跳過水面的昆蟲。

“模仿體內的活體組織是這些結構的另一種可能應用，”Roh說。

在發表在高級材料技術特刊上的論文中，研究人員展示了他們如何能夠設計可重新配置的網格，這種結構可以“抓住”一個小小的鋁箔球和一個可以“攜帶”一個水的結構Droplet然后通過網格按需釋放它。