用于机器人的智能材料

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        来源：University of Cambridge
        总结：研究人员首次实现了将多种功能集成到一种单层材料上。这些材料可用于机器人、汽车、航空航天和安全领域等。
       
        研究人员首次实现了将多种功能集成到一种单层材料上。这些材料可用于机器人、汽车、航空航天和安全领域等。来自剑桥大学的研究人员开发了一种神奇的配方，这种配方能将具有单独功能的多种材料集成到一种材料上，使得材料具有多种功能，就像动物的肌肉一样。这种材料可用于制造机器人，该研究发表在《先进材料》杂志上。
        这种设计器材料可以讲两种或多种独立的功能集成起来，而这些材料是单独分开存在的。不同材料之间的间距非常小，因此最终的材料具有这些材料的功能。这种材料可以通过以下方法合成：一种是一步合成法，可在溶液环境或者非溶液中进行；另一种方法是通过一系列的反应分步合成每一种材料，并最终在纳米尺度上相互交联在一起。“我们曾经试图合成的是结构材料，而不是功能材料。”StoyanSmoukov说，“但是我们现在获得了一种全新的多功能材料，这种材料可用于机器人，我们只需要对其进行编程，使得其可以完成一系列动作。”
        Smoukov的研究小组展示了单一材料的复合运动和肌肉记忆功能，而这是人类首次设计并合成了这种多功能材料。只能高分子材料在数十年前被开发出来，但是其并不同时具有多种功能。在这种新型材料中，单一功能被集成，并且在纳米尺度上保持独立性。研究人员结合了两种不同的智能材料：离子电活性聚合物(i-EAP)和双向形状记忆聚合物(SMP)。由于这些材料在纳米尺度上是相互交联在一起的，因此其并不会因为从一面撞击或者其他方式使其断裂，因此其抗撞击能力强，机械性能稳定。除了机械稳定性，研究人员更希望利用这些结构来制造多功能人造肌肉。
        这些混合材料的运动可以用几种不同的方式来控制，包括光、温度、化学制品、电场或磁场。这些条件的改变可以用来改变材料的颜色、发光、能量以及形状。这种方法为新型智能材料开启了一扇新的大门，可将这种材料用于设计其他的单一材料，并具有各种功能。并且从理论上讲，三个以上的部件相互交织是可以实现的。
        “这有点像蛋白质，虽然只使用20种氨基酸，但是可获得8000种不同的三个氨基酸组合。”Smoukov说，“通过这种方法，我们可以挑选需要的功能，然后将它们混合在一起，使材料可以完成这些功能。”这些材料所具有的功能非常适合机器人，事实上，材料的种类可以由机器人自己决定。“我们正在设计接近于生物体的材料，”Smoukov说，“看看这些功能多样的生物体，我们希望能够获得这些功能，并通过简单的合成材料来满足这些功能。”
       
<p class="MsoNormal"style="text-indent:21.0pt;">        <span style="font-family:宋体;">来源：新材料在线style="line-height:1.5;">   <span style="line-height:1.5;"> μ炻