7.美国开发新型自愈材料,可研制人造肌肉

新材料能制成具有自愈功能的透明人造肌肉

美国《先进材料》杂志在一篇论文中,介绍了加州大学河滨分校科学家汪超(音译)与同行联合开发的一种拥有自愈能力的透明、高延展性导离子材料。这种材料可赋予机器人发生机械故障后的自愈能力、延长电动汽车及锂离子电池使用寿命,以及改善医学和环境监控领域中生物传感器性能等,应用潜力广泛。

新研究首次将自愈性材料与离子导体“合二为一”。自愈材料能自动修复使用造成的损耗、延长使用寿命并降低成本;而能让离子在其内流动的离子导体,在能源储存、太阳能转换、传感器和电子设备中扮演着重要角色。汪超表示:“研发集多种优越性能于一身的材料是科学界多年未解的难题,现在我们成功做到并已着手开发其相关应用。”

论文联合作者、科罗拉多大学博尔德分校副教授克里斯托弗?开普林格之前研制的离子导体,能为人造肌肉供能并用其制成透明扬声器,但出现机械故障后不能自我治愈。不能自愈的原因在于,这些聚合物内含的共价键在电化学环境下会发生反应,降低材料的性能。汪超利用离子偶极作用,让带电离子与极性分子之间耦合,从而大大提高了离子导体的稳定性,最终研制出集多种优越性能于一身的新型自愈材料。

这种橡胶类柔软材料成本低、易生产,能延展到初始长度的50倍。当剪断后,在室温下24小时内即能重新连接起来(自愈),且自愈后仅5分钟就能再次延展两倍。

汪超团队还利用新材料开发出新型人造肌肉。这种人造肌肉由三层材料堆积而成,上下两层是能导电和自愈的新材料,中间层是透明的非导电橡胶类薄膜。他们施加电信号发现,人造肌肉能像人类二头肌一样开始活动;更重要的是,当其断裂成两段后,不依靠任何外来刺激就能恢复到与切断前相同的性能水平。

8.美大学研发迷你机器人 可弹跳至10倍身高

据英国《每日邮报》12月6日报道,美国加州大学伯克利分校又有新动态,继bush baby之后,一款名为Salto的机器人横空出世,号称世界上最敏捷的垂直弹跳机器人。

这款称为Salto的小机器人虽仅有手掌般大小,但弹跳力惊人。Salto能够完成一连串垂直跳跃、弹离墙面及垂直弹跳等动作,高度可达每秒1.75米。Salto的重量仅为100克,充分伸展时身高也仅为26厘米。设计者希望这款跳跃机器人能在未来用于搜索和救援任务中。

为了设计出这款机器人,加州大学伯克利分校的工程师们专门研究了动物王国中垂直跳跃能力最强的动物——非洲婴猴。婴猴能在短短四秒内完成五次垂直跳跃,最终达到8.5米(约27.8英尺)的高度。一项研究表明,机器人Salto能实现婴猴78%的弹跳能力。

加州大学伯克利分校的教授兼仿生微系统实验室(Biomimetic Millisystems Lab)的领导人罗纳德?菲林介绍道:“这些机器人未来可在倒塌的建筑物上作业。我们的设想是,这些配有传感装置的机器人能够捕捉到坍塌大楼里受困人群的求助声音,识别碎石堆的危险程度是否适合开展救援活动。这些机器人也能在陡峭的火山口壁开展勘探工作。”

该类弹跳机器人也能在军事上发挥作用。哥伦比亚大学计算机科学领域的教授彼得?艾伦(Peter Allen)认为:“跳跃机器人在军事应用和监测上也会大有作为,它们能够跨越栅栏、墙壁等垂直障碍物。”