Электропроводящий гель поможет создать гибких роботов

14.04.2023

Инженерам из Университета Карнеги-Меллона удалось объединить полимеры с жидким металлом для разработки органогелевого композита, который обладает сверхгибкостью и высокой проводимостью.

Благодаря новому гелю ученые, возможно, находятся на пути к созданию первых по-настоящему "мягких" роботов и самовосстанавливающихся биометрических устройств. По утверждению создателей, их материал мягкий и очень эластичный, с пределом деформации более 400 %.

Для создания композита исходный полимер был погружен в растворитель, чтобы добиться пластичности. Затем получившаяся полимерная основа была смешаны с микроскопическими каплями жидкого сплава галлия и индия и чешуйками серебра. Конечным продуктом стало гелеобразное вещество низкой плотности, содержащее достаточное количество металла для передачи электричества.

Порванный кусок композита можно соединить, после чего он восстановит свою форму. Его электропроводность превосходит любой другой эластичный материал, что позволяет соединять электрические компоненты без ущерба для функциональности.

Основной проблемой большинства гелевых веществ является их склонность к высыханию, но разработчики в качестве основы использовали этиленгликоль, который имеет незначительную скорость испарения.

Изобретатели использовали свой композит для создания робота-улитки, игрушечной машины и биометрического монитора. Новый композит использовался только для соединения батареи и мотора робота-улитки и показал себя весьма ремонтопригодным.

В игрушечной машине новый материал позволил быстро объединить электрические цепи и привести в действие двигатель и фары. В качестве реконфигурируемого биоэлектрода материал может быть использован для измерения мышечной активности с помощью электромиографии (ЭМГ) на любой части тела.

Удаление наиболее "жестких" компонентов машины и замена их гелевыми "нервными системами" позволит инженерам создавать действительно гибких роботов и устройства. Это открывает бесчисленные возможности, особенно в медицине, где ученые могут имитировать живые органы или создавать самовосстанавливающиеся биометрические мониторы для сердца и других мышц.

Настоящие мягкие роботы могут прикрепляться к коже, ползать по полу дома и помогать хозяину в повседневных делах.

<< Назад: Космический зонд JUICE 14.04.2023

>> Вперед: Низкие температуры могут увеличить продолжительность жизни 13.04.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Золото, которое не плавится 09.08.2025 В природе вещества подчиняются четким физическим законам: при достижении точки плавления твердые тела переходят в жидкое состояние. Однако современная наука все чаще сталкивается с ситуациями, в которых эти законы удается временно "приостановить". Яркий пример - недавний эксперимент международной команды ученых, в ходе которого золото сохранило твердую форму при температуре, в 14 раз превышающей его обычную точку плавления. В результате эксперимента исследователи нагрели образец золота до примерно 14700 °C - фантастической температуры, сравнимой с условиями внутри некоторых звезд. Для сравнения, стандартная температура плавления золота составляет всего 1064 °C. Тем не менее, материал не расплавился и даже не потерял свою кристаллическую структуру. В течение миллиардных долей секунды золото оставалось твердым, несмотря на экстремальный нагрев. Ключ к столь необычному поведению вещества лежит в явлении перегрева. При помощи мощного лазерного импульса ученым удалось настолько быстро нагреть образец, что атомы попросту не успели покинуть свои позиции в кристаллической решетке. Обычные процессы, ведущие к плавлению и разрушению структуры, просто не успели реализоваться. Это временное состояние - своего рода «ловушка времени» - не укладывается в рамки классической термодинамики. Обычно при таком уровне энергии в веществе должна наступить так называемая энтропийная катастрофа - резкое нарушение порядка в системе, переход в хаос и потеря структуры. Однако золото, подверженное сверхбыстрому воздействию, демонстрирует, что при определенных условиях можно избежать этого сценария, сохранив упорядоченность даже в чрезвычайных обстоятельствах. Интерес ученых к этому феномену продиктован не только теоретическими вопросами. Возможность существования вещества в устойчивом твердом состоянии при высоких температурах открывает перспективы создания новых классов сверхустойчивых материалов. Это особенно важно для разработок, предназначенных для экстремальных условий - например, компонентов космических кораблей, работающих вблизи звезд, или промышленных установок, подвергающихся высоким тепловым нагрузкам. Кроме того, эксперимент помогает моделировать процессы, происходящие в недрах планет и звезд, где подобные температуры и давления являются обычным явлением. Такие исследования позволяют ученым лучше понять физику ядра Земли, поведение материи внутри Солнца и эволюцию других небесных тел. Следующим шагом будет попытка повторить эффект с другими металлами - в частности, с железом, серебром и платиновыми сплавами. Если перегретое твердое состояние окажется возможным и для них, это значительно расширит границы материаловедения и даст толчок новым технологиям. Проведенный эксперимент стал не просто научной сенсацией, но и наглядной демонстрацией того, как в граничных условиях можно переосмыслить фундаментальные законы природы. Он подтверждает, что быстрые и точные физические воздействия могут открывать неожиданные состояния вещества - и, возможно, переписать привычные представления о твердом и жидком.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026