俄勒岡州立大學(xué)工程學(xué)院的研究人員已經(jīng)朝著柔性計算機屏幕和其他可拉伸電子設(shè)備的快速制造方向邁出了關(guān)鍵一步，其中包括柔性機器人。

  該學(xué)院協(xié)作機器人 與智能系統(tǒng)研究所研究團隊的研究成果為多維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)電鎵合金的三維打印鋪平了道路。

  研究人員把鎳納米顆粒放入galinstan金屬液中，稠化成糊狀，以適合于添加劑的制造。

  機械工程助理教授及論文共同作者Yi?it Mengü？說：“流動的合金不可能分層成高的結(jié)構(gòu)，但在糊狀的紋理輔助下，它可以分層，同時保持其流動能力，并延伸到橡膠管內(nèi)。我們通過3D打印出一個非常有彈性的兩層電路層織出彼此不接觸來證實了我們發(fā)現(xiàn)的潛力。”

  這項成果最近發(fā)表在先進材料技術(shù)上。

  鎵合金已經(jīng)被用作柔性電子材料的導(dǎo)電材料，這些合金具有低毒性和良好的導(dǎo)電性，此外，它們價格低廉，而且可以“自我修復(fù)”——能夠在斷裂點處重新連接起來。

  但在此前的俄亥俄州立大學(xué)改造開發(fā)中，它使用超聲波——聲音的能量——將鎳顆粒和氧化鎵混合到液態(tài)金屬中，該合金的印刷適性僅限于二維。

  在這項研究中，研究人員的印刷結(jié)構(gòu)將高達10毫米，寬達20毫米。

  俄亥俄州立大學(xué)機器人專業(yè)博士生及該文章共同作者Doan Yirmibeolu說：“液態(tài)金屬印刷是柔性電子領(lǐng)域的重要組成部分，添加劑制造能夠快速制造復(fù)雜的設(shè)計和電路。”

  這個領(lǐng)域有一系列特征性產(chǎn)品，其中包括導(dǎo)電紡織品；可彎曲的顯示器；扭矩、壓力和其他類型應(yīng)變傳感器；可穿戴傳感器套裝，如那些用于視頻游戲開發(fā)的天線；生物醫(yī)學(xué)傳感器等。

  Yirmibeolu說：“未來是非常光明的，我們很容易想象可運行的柔性機器人將從打印機中走出來。”

  化學(xué)工程博士候選人及共同通訊作者Uranbileg Daalkhaijav補充道：“鎵合金糊顯示了柔性電子領(lǐng)域的新特點。”

  Daalkhaijav說：“它可以方便快捷地制作出來，結(jié)構(gòu)變化是永久性的，其電性能可與純液態(tài)金屬相媲美，糊狀物保留了其自愈特性。”

  未來的工作將集中探討糊料的確切結(jié)構(gòu)，鎳顆粒是如何穩(wěn)定的，以及結(jié)構(gòu)如何隨著糊齡的變化而變化。

  海軍研究青年調(diào)查員計劃辦公室對這項研究給予了支持。

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