ACS Nano：用于仿生软体机器人的可控多级本体感受 Janus 纤维
学术
2024-11-12 22:14
广东
能够将驱动和自我感知的多功能性集成到单个本体感受装置中的智能纤维在软机器人和生物医学中具有重要的应用。特别是在一根纤维中实现对不同驱动段的运动模式的自我感知仍然是一个巨大的挑战。近日，中科院苏州纳米所Tie Li，Ting Zhang，江苏大学Guanggui Cheng通过巧妙的离心驱动分级梯度自组装策略成功提出了一种具有可控 Janus 结构的纤维，该策略将压阻碳纳米管和磁性 NdFeB 纳米粒子两个功能组分分别耦合到这种具有多孔海绵结构的柔性纤维框架的上层和下层。1）正如预测的那样，最终产品表现出预期的仿生本体感受行为，即可编程驱动变形和对弯曲、拉伸和压力的高度选择性响应，并具有高可清洗稳定性和机械性能。更为重要的是，借助不同的三维打印模具，可以制备出具有各种可控反向但连续的多段节段长度的超长Janus纤维，从而提供存在于任意节点的混合磁驱动和本体感受。2）作为概念验证，组装了几种受软生物启发的具有任意控制节段特征的Janus纤维衍生软体机器人，其不仅可以实现受蛇或尺蠖启发的连续收缩-伸展变形和受精子启发的自旋转爬行运动，还可以实时自我感知每个节段的信号，然后用于在充满液体的密闭管道中导航物体到目标位置。相信这项工作将推动本体感受软体机器人的进一步发展。Hao Zhu, et al, A Proprioceptive Janus Fiber with Controllable Multistage Segments for Bionic Soft Robots, ACS Nano, 2024DOI: 10.1021/acsnano.4c10117https://doi.org/10.1021/acsnano.4c10117
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