竹增强水凝胶执行器

超快响应与强力驱动

利用竹材的各向异性结构，通过变形-遗传方法构建的水凝胶复合物，实现了精确可编程变形、高机械强度和超快响应速度，为仿生软执行器提供了新的设计平台。

Chen, Lian · Zhang, Kaihang · Ahn, Jaewan · 王锋 · Sun, Ye · Jiyoung, Lee · Jun, Young Cheong · 马春新 · Hongliang, Zhao · 段改改 · Zhang, Guoying · Yang, Xuxu · Kim, Il-doo · 蒋少华

Chemical Engineering Journal 2023

参数信息

弯曲速度

825 °/s

方向强度

110 MPa

技术优势

弯曲速度够快

水凝胶层与竹片协同响应，实现825°/s的弯曲速度，远高于普通水凝胶执行器。

强度大幅提升

利用竹材沿纤维方向110 MPa的高强度，复合执行器能够产生强大的驱动力。

变形可编程

竹纤维的各向异性骨架为执行器提供了定向变形路径，可实现精确的形状调控。

应用场景

• 软体机器人：可编程快速弯曲，适合制造软体机器人驱动单元。
• 电子皮肤：各向异性响应可变形表面，用于电子皮肤触觉反馈。
• 生物材料与仿生学：仿生结构设计提供天然材料增强水凝胶的新思路。
• 物联网与传感网：快速响应执行器可作为智能器件的驱动组件。
• 可穿戴医疗：柔性驱动可能用于可穿戴设备中的动态调节。