Разработано сверхтонкое волокно толщиной для создания мягких роботов

Специалисты Университета Тохоку совместно с французскими коллегами разработали сверхтонкое волокно-привод на основе термопластичного полиуретана. Новая разработка способна изгибаться, сжиматься и выполнять трехмерные движения при подаче электрического тока.

Для производства волокна исследователи применили метод термовытяжки, который ранее использовался исключительно в производстве оптоволокна. Адаптированная технология позволила получить материал диаметром около 100 микрометров с сохранением механической гибкости и эластичности.

В основе привода находится термопластичный полиуретан, функционирующий как диэлектрический эластомер. Материал деформируется при воздействии электрического поля без применения дополнительного нагрева или магнитных систем. Модуль Юнга полученных волокон составил 37 мегапаскалей, что обеспечивает достаточную мягкость для контакта с человеческим телом.

Испытания показали деформацию сжатия в 1,59% при частоте возбуждения 1 герц и напряженности электрического поля 2,4 мегавольта на метр. Нитевидная структура материала позволяет сворачивать его в спирали, вплетать в ткани и формировать сложные трехмерные конструкции.

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Omega. Разработка предназначена для использования в мягкой робототехнике, медицинских устройствах и носимых вспомогательных системах, где требуется безопасное взаимодействие с человеком.

Источник: Interesting Engineering