中大軟體機械人 磁場控制變形
【本報訊】微型機械人科技又有新突破!香港中文大學機械與自動化工程團隊發明一種具有三維(3D)可變形能力的鐵磁性有機矽彈性體。新技術靈感來自魚鰭,進一步拓展可變形軟材料在工程領域應用,如塑造更靈活的軟體機械人,並進一步探索相關生物醫學應用。有關研究成果已於國際期刊《自然通訊》(Nature Communications)發表。
可形成3D波浪形態
可屈曲變形的軟材料,現時廣泛應用於柔性電子裝置及智能系統,如微型天線、智能黏附裝置及近距離無線通訊裝置等。惟軟材料未能做到自由度更高及更複雜的多形態動態調控,導致應用範圍有所局限。
中大機械與自動化工程學教授張立分享是次發明透過一種新磁動態調控策略,利用磁場控制軟材料,作出更靈活的形態轉換。新研發的磁性彈性體,吸收有機溶劑甲苯後,會在其內部擴散導致膨脹,而透過基板約束產生屈曲,可自然形成3D複雜波浪式的變形;加強脈衝磁場磁化,則可將彈性體由膨脹至回復原狀。
張立表示,自然界生物通過高度可控的形態轉變以適應環境,例如葉面有皺紋的植物改變表面面積來調節水合作用;刀魚則通過調節其波浪形帶狀鰭,來控制游動方向,包括向前或向後移動,或停留在原地不動。是次發明受到刀魚可隨意屈曲的波浪形魚鰭啟發,研製出可自由屈曲變形的磁性彈性體。
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