在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，金屬具有強(qiáng)度、耐用性和導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)。但是，它們又笨又硬，這些特性在可穿戴計(jì)算和人機(jī)界面的柔軟靈活的系統(tǒng)中是不需要的。
另一方面，水凝膠重量輕，可拉伸且具有生物相容性，因此使其成為隱形眼鏡和組織工程支架的優(yōu)良材料。但是，它們的導(dǎo)電性很差，這是數(shù)字電路和生物電子應(yīng)用所需的。
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種獨(dú)特的銀-水凝膠復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有高電導(dǎo)率，能夠提供直流電，同時(shí)保持柔軟的柔韌性和可變形性。
該小組將微米級(jí)的銀薄片懸浮在聚丙烯酰胺-藻酸鹽水凝膠基質(zhì)中。經(jīng)過部分脫水過程后，這些薄片形成了滲濾網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)是導(dǎo)電的并且對(duì)機(jī)械變形具有魯棒性。
通過操縱該脫水和水合過程，可以使薄片粘在一起或破裂，形成可逆的電連接。通過導(dǎo)電的銀-水凝膠復(fù)合材料傳輸?shù)膭?dòng)力激活了這位受黃貂魚啟發(fā)的柔軟游泳者的形狀記憶合金肌肉
黃貂魚游泳者的特寫
先前將金屬和水凝膠結(jié)合使用的嘗試表明，要在提高電導(dǎo)率與降低順應(yīng)性和可變形性之間進(jìn)行權(quán)衡。研究團(tuán)隊(duì)在開發(fā)液態(tài)金屬可拉伸導(dǎo)電彈性體的專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，力圖應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。
相關(guān)人員解釋說，由于這種新型復(fù)合材料具有高電導(dǎo)率和高柔順性或'柔軟性'，因此可以在生物電子學(xué)及其他領(lǐng)域具有許多應(yīng)用。例子包括帶有信號(hào)處理傳感器的大腦貼紙，可為電子設(shè)備供電的可穿戴式能量產(chǎn)生裝置以及可拉伸的顯示器。
可以通過類似于絲網(wǎng)印刷的標(biāo)準(zhǔn)方法如模板平版印刷術(shù)來印刷銀-水凝膠復(fù)合物。研究人員使用這種技術(shù)來開發(fā)用于神經(jīng)肌肉電刺激的皮膚安裝電極。據(jù)相關(guān)人員說，這種復(fù)合材料可以覆蓋人體的大部分區(qū)域，就像皮膚上的第二層神經(jīng)組織一樣。
未來的應(yīng)用可能包括治療肌肉疾病和運(yùn)動(dòng)障礙，例如協(xié)助患有帕金森氏病的人震顫或中風(fēng)后難以用手指抓握某些東西。
文章來源：賢集網(wǎng)
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原標(biāo)題：《【科研進(jìn)展】研究人員開發(fā)獨(dú)特的銀-水凝膠復(fù)合材料，具有高電導(dǎo)率且柔軟可變性》
通過操縱該脫水和水合過程，可以使薄片粘在一起或破裂，形成可逆的電連接。通過導(dǎo)電的銀-水凝膠復(fù)合材料傳輸?shù)膭?dòng)力激活了這位受黃貂魚啟發(fā)的柔軟游泳者的形狀記憶合金肌肉
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