热压可编程微纤维致动器

电磁感知 两栖运动

通过热压编程的机械光热协同微纤维膜，在实现可编程变形与两栖运动的同时，同步高灵敏感知环境电磁辐射。

Zhang, Jiwei · Wang, Shuang · Liming, Zhu · Zechang, Ming · Zhang, Yufan · Zijie, Zhou · Minghui, Fan · 熊佳庆

Advanced Materials 2024

具体参数

弹性模量

{'zh': '378', 'en': '378'} MPa

韧性

{'zh': '87.26', 'en': '87.26'} MJ m-3

响应速度

{'zh': '0.068', 'en': '0.068'} cm-1 s-1

弯曲曲率

{'zh': '0.63', 'en': '0.63'} cm-1

陆地爬行速度

{'zh': '1.8', 'en': '1.8'} mm s-1

水面运动速度

{'zh': '2.39', 'en': '2.39'} cm s-1

EMR 感知灵敏度

{'zh': '99.73', 'en': '99.73'} %

EMR 源强度适应范围

{'zh': '0.1 to 3000', 'en': '0.1 to 3000'} W

技术优势

运动中感知电磁辐射

在机器人运动过程中同步感知环境电磁辐射，灵敏度高达99.73%±0.15%，优于商用探测器对源强度和距离的适应范围。

两栖运动能力

通过编程微纤维膜设计陆地-水自适应运动机构，机器人在陆上和水面均能运动，陆地速度约1.8 mm/s，水面速度约2.39 cm/s。

可再编程变形

二次热压黑磷局部光热增强图案，可重新编程致动行为，实现二维到三维可变换几何结构。

高模量高韧性

微纤维膜具有中等模量（378 MPa）和优异韧性（87.26 MJ/m³），保证了快速响应和高弯曲曲率。

应用场景

• 软体机器人：赋予软体机器人运动中实时感知环境电磁辐射的能力，实现自主环境交互。
• 电子皮肤：作为可变形敏感层集成到电子皮肤，同步感知接触和电磁环境。
• 可穿戴医疗：用于可穿戴设备中，在人体运动时监测环境电磁辐射暴露。
• 生化传感：作为流动平台基础，在生化分析中同时提供驱动和电磁干扰背景感知。
• 纳米传感：利用纳米材料光热效应，在微观尺度探测电磁辐射。