3D列印微觀蘑菇狀軟機器人 "抓手",可牢牢緊固在三種織物上,且易於脫鉤
研究人員說,具有微小蘑菇形狀的緊韌體可以像維可牢尼龍搭扣一樣堅固,但噪音較小,對其他織物的損壞也較小。
來自瓦赫寧根大學的研究小組說,這種緊韌體的強度可以和維可牢尼龍搭扣一樣強,但噪音小,對其他織物的破壞也較小。當前可用的緊韌體(例如Velcro和3M雙鎖)是鉤環緊韌體,並且需要更硬,更硬的材料,這會在剝開它們時產生巨大的撕裂聲。
對於發表在《Biointerphases》上的這項研究,作者說,他們將3D列印與模製相結合,以形成帶有微小蘑菇圖案的柔軟表面。該小組解釋說,然後將該材料安全地附著在三種不同的織物上,並在不造成損壞的情況下將其去除。
(a)3D列印樣品的圖片,上面帶有蘑菇形特徵,以及相應的特徵放大側檢視和插圖中來自CAD模型的側檢視。(b)PDMS中3D印表機功能副本的顯微鏡照片。(c)雙重成型程式的示意圖:(1)3D列印模具,(2)在3D列印上成型ecoflex,(3)ecoflex中的陰模,(4)透過化學氣相沉積單層沉積PFOTS,(5)鑄造Ecoflex模具中的PDMS,以及(6)PDMS樣品。
總結:
開發出帶有3D軟蘑菇特徵的柔軟表面。展示了這種蘑菇形狀的特徵與織物配對時如何在不損壞自身或織物的情況下產生附著。蘑菇的附著是基於互鎖的。演示了特徵密度對附著強度的影響,發現特徵距離以一種類似於纖維束模型動力學的方式控制分離動力學。研究為基於軟機械互鎖的緊韌體的系統設計提供了一條清晰的途徑。
應用展望:
作者Preeti Sharma說:"它可以用於許多應用,例如尿布或軍用無聲緊韌體。" "仍然有很多研究要做,但是蘑菇形設計對於軟機械緊韌體的效果很好。"
根據該團隊的說法,可以使當前的蘑菇設計更堅固但仍保持其柔軟性的進步可以使其用於軟機器人中,以幫助軟機器人像壁虎一樣在牆壁和天花板上行走。
夏爾馬補充說,該設計還可以用於農業和其他農業工作中使用的機器人的夾具上。研究小組確認,在準備將其用於市售產品之前,需要做進一步的工作,例如對蘑菇形狀進行細微改動,可能是透過加長或縮短蘑菇形狀來提高其有效性。