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自愈装置在切断后获得或恢复功能

自愈装置在切割后获得或恢复功能
由CMU开发的自修复材料制成的设备在切割后可以恢复其功能或获得新的功能。图片来源:卡内基梅隆大学

“智能”聚合物投自动密封围绕自身手臂骨折,可以感知它已被切断膜,和气动执行机构,可以是切割和重新配置成不同的形状是针对一些可能的应用新的自修复材料开发在卡内基梅隆大学。

该复合材料具有独特的特点,使其愈合,并有可能使由它制成的装置,以恢复他们的功能,或增加新的功能,之后被裁。当材料的切割端放回原处时,零件重新连接,它们之间的接缝最终消失。

由人机交互研究所(HCII)助理教授姚宁宁和材料科学与工程系(MSE)教授穆罕默德·伊斯兰(Mohammad Islam)领导的研究小组,通过构建一种材料,证明了材料的自修复特性。各种传感器和执行器。他们正在开发新的应用程序,使设备能够自组装和自驱动。

姚宁宁说:“我们绝对在努力扩大人们的想象力。”

伊斯兰指出,其他研究人员也开发了自我修复材料。在大多数情况下,这些材料依靠试剂流来治愈。例如,封装在材料中的试剂可能会在切割材料并修复受损区域后释放。

新开发的材料工作方式不同。它结合了两种材料-聚硼硅氧烷(PBS),一种自修复聚合物和提供导电性的多壁碳纳米管(MWCNT)。令人惊讶的是,这种混合材料在切割时不会流动。它保持其形状,但可以自我修复。

伊斯兰说,由于该材料在修复时具有功能性,因此有可能将传感器或其他电气设备设计为可根据需要组装或重新布置的模块。

他说:“您可以建造类似于乐高积木的东西。” 还可以设计出可以制成标准片材或其他形式,然后切成所需形状以使用的设备。

例如,迄今为止创建的原理证明设备之一是响应触摸的软控制器。在正常模式下,一个这样的控制器可以检测到手指的按下。纵向连接和修复两个控制器可以创建一个键盘。当两个连接的控制器缠绕在人的手腕上时,它们可以用作滑块设备。

姚说:“现在,如果我将它切成四块,每一根都会响应我的手指。” 而且,使用后,这些碎片可以愈合在一起以形成最初的两个控制器。

用这种材料制成的气动执行器可能会向一个方向弯曲。正如研究人员所证明的那样,可以在中间进行切割,将下半部分旋转180度,然后重新安装,以创建可弯曲成“ S”形的执行器。

伊斯兰说,在这些电子设备中重新排列零件的能力受到限制。他解释说:“我们可以重新配置,但不能重新布线。” 但是也可以在设备中设计冗余电路,以最大程度地提高用户定制它们的程度。

研究人员于去年秋天在新奥尔良举行的计算机协会用户界面软件和技术研讨会(UIST)上报告了材料及其第一套设备。他们现在正在从事涉及自驱动和自组装的应用。

这种材料的一个想法是构建一个可重复使用的手臂铸件,该手臂铸件可以在折断的手臂周围成型并修复其接缝。这样的转换可能会随着时间的流逝而自我调整,以加快康复速度。

本文为作者 三石 独立观点,并不代表 我是CIO 立场。

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