Создан магнитный полимер с рекордной плотностью работы для мягкой робототехники

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Наука и космос

Исследователи из Ульсанского национального института науки и технологий в Южной Корее разработали двойной сшитый магнитный полимер, который демонстрирует высокую растяжимость в сочетании с рекордной плотностью работы. Этот материал призван преодолеть существенные ограничения, присущие современным искусственным мышцам, используемым в мягкой робототехнике, где часто приходится выбирать между гибкостью и прочностью.

Новый полимер обладает уникальной способностью функционировать как в качестве мягкого, резиноподобного материала, так и в качестве жёсткого, пластикоподобного материала, при этом его жёсткость может изменяться более чем в тысячу раз. Такая функциональность достигается за счёт продуманной молекулярной структуры, в которой сеть материала поддерживается двумя различными типами связей. Материал работает в двух основных температурных режимах. При нагревании выше 37 градусов по Цельсию полимер размягчается, и внешнее магнитное поле может вызывать его деформацию, например растяжение, сгибание или скручивание. После прекращения воздействия поля он возвращается к своей первоначальной форме. При охлаждении ниже 27 градусов Цельсия новая форма фиксируется, а внутри структуры накапливается энергия. Последующее повторное нагревание приводит к контролируемому высвобождению накопленной энергии, в результате чего привод сокращается и выполняет полезную механическую работу.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

В ходе испытаний полимер продемонстрировал деформацию срабатывания в 86,4 % и плотность работы в 1150 килоджоулей на кубический метр (кДж/м³), что эквивалентно примерно 33 000 фут-фунтов на кубический фут. Материал способен растягиваться более чем в двенадцать раз от своей первоначальной длины до момента разрыва. Он восстанавливает почти 100 % своей формы и сохраняет более 87 % производительности после 300 циклов работы. Эксперименты подтвердили способность полимера выдерживать вес, в 4000 раз превышающий его собственный. Мощность привода оценивается примерно в 0,54 лошадиной силы на тонну, что делает его сопоставимым с наиболее эффективными современными искусственными мышцами.

Предыдущие технологии искусственных мышц сталкивались с фундаментальной дилеммой: они могли либо сильно растягиваться, либо создавать значительную силу, но редко сочетали в себе обе эти характеристики. Например, диэлектрические эластомеры обеспечивали высокую растяжимость, но требовали высокого напряжения и были ограничены в силе, а гидрогели растягивались до 65 %, но их удельная работа не превышала 11 800 фут-фунтов на кубический фут. Разработанный двойной сшитый магнитный полимер преодолевает этот барьер, сочетая в себе обе ключевые характеристики. В ходе роботизированных испытаний материал в мягком состоянии использовался для магнитного захвата объектов. Последующий нагрев сфокусированным лазером приводил к его сжатию и подъёму груза массой от 2,7 до 4,1 унции, при этом восстановление формы составляло от 39 % до 52 %. Оптимальная формула привода была найдена при использовании около 11 граммов магнитных частиц с небольшим количеством сшивающего агента.

Источник: Interesting Engineering

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор аккумуляторного секатора PROCRAFT ES25Li на бесщеточном двигателе. Режем ветки до 25 мм в диаметре

Любой дачник согласится, что секатор в саду или на даче, необходим. Без него ни яблоню не подрежешь, ни куст смородины не проредить. У меня на участке деревьев и кустарников довольно много, что...

Защищённые гаджеты нового поколения: Ulefone и RugOne представили инновации на «Связь-2026»

  • Статья
  • Ulefone
Москва, апрель 2026 года. На выставке «Связь-2026», которая проходит с 7 по 10 апреля в Центре имени Тимирязева, стенд компаний Ulefone и RugOne стал точкой притяжения для профессионалов и...

Обзор корпуса Jonsbo Jonsplus BO400CG – что дает модульная конструкция на практике

Корпус Jonsplus BO400CG попал ко мне не просто как очередная модель на обзор. Он рассматривается как замена текущего корпуса для уже собранной системы с Ryzen 9 9950X3D и мощной видеокартой....

Почему у орангутанов существуют два типа взрослых самцов, и один из них внешне долго остаётся похожим на самку

Если смотреть на орангутанов совсем издалека, картина кажется почти банальной. Ну да, самцы крупнее, заметнее, ведут себя громче. В мире приматов такое не редкость. Уже хочется мысленно закрыть...

Обзор внешнего бокса GEIL 10G-T1 10 Гбит/с: Прозрачный вариант с никаким охлаждением. Тест с Samsung 990 Pro

В эпоху постоянно растущих объемов данных потребность в быстрых и портативных накопителях становится все более актуальной. Внешние боксы для SSD формата M.2 2280 предлагают отличное решение для...

Обзор зарядного устройства Baseus GaN 5 Pro 160W (CCGAN160CE): Мощная зарядка с честными 160 Вт и независимыми портами

На рынке появилась очередная зарядка от Baseus GaN 5 Pro 160W. Модель позиционируется как универсальное решение для одновременной зарядки нескольких устройств: от смартфонов до ноутбуков. В основе...