Metal, który może zrewolucjonizować miękką robotykę

fot. pixabay

Miękkie roboty cechuje zazwyczaj konsystencja gumy lub ich możliwości zachowywania się podobnie do origami. Konstrukcje należące do drugiej grupy mogą już niebawem stać się lżejsze, bardziej wytrzymałe, a zarazem zwiększyć swoje możliwości dzięki elektrycznie przewodzącemu składanemu materiałowi metalowemu.

Miękka robotyka w stylu origami to zwykle funkcjonalna aranżacja arkuszy z tworzywa lub papieru. Aby uczynić z nich pożytek, na ścianach robotów niezbędne jest dodanie czujników i obwodów, co czyni je bardziej masywnymi i mniej elastycznymi.

Opracowany przez naukowców z Narodowego Uniwersytetu Singapuru materiał bazuje na papierze, który składa się w strukturę podobną do miecha akordeonu. Jest ona następnie namaczana w roztworze tlenku grafenu, zanurzana w roztworze jonów platyny, złota lub srebra, a następnie opalana w gazie argonowym w temperaturze 800°C i w powietrzu o temperaturze 500ºC.

W wyniku tego skomplikowanego procesu powstaje materiał składający się w 70% z platyny i w 30% z amorficznego węgla, tj. popiołu. Na ostatnim etapie namaczany jest w roztworze elastomeru, którego zadaniem jest jego stabilizacja. Gotowy produkt jest składany, rozciągliwy i elastyczny, a jego grubość to zaledwie 90 mikrometrów. Jego masa jest o połowę mniejsza od masy papieru, a na dodatek - w przeciwieństwie do papieru lub tworzywa - przewodzi prąd.

Materiał jest w stanie wytrzymać 5 minut temperaturę 800°C, a ponadto w odpowiedzi na przyłożony ładunek elektryczny wytwarza ciepło. Te właściwości mogą pozwolić robotom opartym na wykonanym z niego szkielecie na pracę w niebezpiecznych warunkach, a w razie potrzeby samodzielne odladzanie zamarzniętych elementów konstrukcyjnych. Eksperymenty przeprowadzone w Singapurze wykazały również, że jest on w stanie wyczuć obciążenie mechaniczne i posiada cechy anteny, umożliwiające bezprzewodową komunikację z operatorem.

Naukowcy zastanawiają się nad wykorzystaniem do jego budowy tańszych metali, takich jak miedź, równolegle badając sposoby pozwalające mu na przechowywanie energii.

Artykuł na temat badań prowadzonych przez badaczy został niedawno opublikowany w czasopiśmie Science Robotics.

(rr)