通过光降解硅酮弹性体复合材料实现寿命可配置的软体机器人
机器人学
2023-03-01 v1 材料科学
软凝聚态物质
摘要
开发能够控制自身生命周期并在保持超弹性的同时按需降解的软体机器人是一项重大的研究挑战。按需降解的软体机器人在运行过程中保持其原有功能，并在特定外部刺激下迅速降解，为自主控制临时机器人的消失提供了可能。本研究通过将产生氟化物的二苯基碘鎓六氟磷酸盐（DPI-HFP）与硅酮树脂混合，提出了具有优异机械拉伸性且能在紫外（UV）光下降解的软体机器人和材料。光谱分析揭示了利用 UV 照射 DPI-HFP 产生的氟离子（F-）断裂 Si-O-Si 主链的机制。此外，基于光差示扫描量热法（DSC）的热分析表明，分解动力学随温度升高而增加。此外，我们通过制造一个步态机器人展示了这种复合材料的机器人应用。包括应变传感器、温度传感器和光电探测器在内的软电子器件的集成扩展了机器人功能。本研究为设计模拟生命周期的软体机器人提供了一种简单而新颖的策略，该策略可应用于减少软体机器人废弃物、探索无法回收机器人的危险区域，以及通过按需销毁材料平台确保硬件安全。
引用
@article{arxiv.2302.14331,
title = {Lifetime-configurable soft robots via photodegradable silicone elastomer composites},
author = {Min-Ha Oh and Young-Hwan Kim and Seung-Min Lee and Gyeong-Seok Hwang and Kyung-Sub Kim and Jae-Young Bae and Ju-Young Kim and Ju-Yong Lee and Yu-Chan Kim and Sang Yup Kim and Seung-Kyun Kang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.14331},
year = {2023}
}
备注
58 pages, 6 figures, 2 Supplementary Text, 15 Supplementary figures, 1 movie