去年11月铝儒，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)的研究人員發(fā)表了一項研究慢沉，解釋了形狀記憶聚合物如何成為制造適應(yīng)性材料的催化劑培按，這種材料一旦加熱就會恢復(fù)到原來的形狀嘉警。

該研究小組在試驗中使用了3D打印、可編程設(shè)計和熱粘彈性超材料沪识，Kristina Shea教授和她的博士生(Tim)Chen為實驗開發(fā)了3D打印形狀記憶聚合物條帶拼缝。

現(xiàn)在，Shea教授和她的團隊已經(jīng)與加州理工學(xué)院的研究人員合作彰亥，在3D打印和軟機器人的概念研究的新證據(jù)中使用這些條帶咧七。研究小組創(chuàng)建了一種3D打印的迷你潛艇衰齐，不需要推進劑，電源或引擎继阻。Shea教授解釋說:“我們工作的主要內(nèi)容是耻涛，我們已經(jīng)開發(fā)出了一種全新的有前途的推進裝置，它完全可以3D打印瘟檩，可以調(diào)節(jié)并且無需外部電源抹缕。”

該團隊為游泳機器人開發(fā)了一種新的推進概念墨辛，他們利用水中的溫度波動來劃槳卓研。使用多材料3D打印機制作7.5厘米的微型潛水艇，該潛水艇配備了雙槳驅(qū)動的雙穩(wěn)態(tài)推進元件睹簇。這個元素是由Shea教授和Chen的兩個形狀記憶聚合物觸發(fā)的奏赘，它們在溫水中膨脹，像肌肉一樣為機器人提供動力太惠。最近在PNAS雜志(美國國家科學(xué)院院刊)上發(fā)表了一篇關(guān)于3D打印潛艇的論文钮药，題為“利用柔軟，無束縛機器人定向推進”诅订。作者包括來自加州理工學(xué)院的Chen氮栏，Osama R. Bilal，Shea教授和加州理工學(xué)院的Chiara Daraio乡羹。

軟機器人的主要挑戰(zhàn)之一是將致動左蛙，控制，推進和傳感集成在一個機制中矫震，如果迷你潛水艇的水被加熱裁甘，膨脹的肌肉會導(dǎo)致雙穩(wěn)態(tài)元件卡住，從而觸發(fā)槳沖程控屡。盡管未來研究人員相信他們可以3D打印具有多個執(zhí)行器的復(fù)雜游泳機器人区蛹，但微型潛水艇的每個執(zhí)行元件都可以在進行必要的手動重新編程之前完成一次槳沖程。

該團隊目前的3D打印機器人可以一次性向前劃槳峻维，釋放一枚硬幣艺挽，然后以相反方向沖程回到起始點，它通過感應(yīng)水中的溫度變化來完成所有這些桐猬。通過改變形狀記憶聚合物肌肉的幾何形狀麦撵，科學(xué)家們可以定義觸發(fā)順序 ，薄聚合物帶將更快響應(yīng)溃肪，因為它們在溫水中加熱速度更快免胃。

未來，這款3D打印游泳軟體機器人可能會進一步發(fā)展成為探索海洋的低功率船只;此外惫撰，科學(xué)家還可以使用對環(huán)境因素(如水的鹽度或酸度)產(chǎn)生反應(yīng)的形狀記憶聚合物羔沙。

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