Исследователи из университета Кэмбриджа разработали простой и универсальный «рецепт», который позволяет комбинировать любые материалы, обладающие одной ключевой функцией, в материал, который будет иметь все функции, присущие его компонентам. Движения, память формы и чувствительность — все эти качества, присущие новому материалу, характерны для мышц живых организмов. Разработка позволит сделать органы роботов более эффективными: так, роботизированные конечности станут ближе по структуре к конечностям человека или животного, а значит, смогут более продуктивно заменять людей при выполнении сложных, скучных или повторяющихся операций.
Новый материал интегрирует структуры двух или более составляющих на наноуровне, причем компоненты остаются физически разделенными. Размеры зазоров между элементами настолько малы, что новый материал способен успешно выполнять функции каждого из своих компонентов.
Доктор Стоян Смуков (Stoyan Smoukov) из отдела исследования материалов и металлургии отмечает:
«Мы думали о синтетических материалах как о структуре, не учитывая их функциональных качеств. Однако сейчас мы открываем новую эру мультифункциональных материалов, которые могут рассматриваться для создания роботов. Их можно запрограммировать для самостоятельного выполнения последовательности действий. Мы стремимся создать материалы, свойства которых будут приближены к свойствам живых тканей. Мы слой за слоем открываем тайны, которые содержит окружающий нас мир».
Ранее группа Смукова представляла материал, который обладал свойствами движения и мышечной памяти, однако сейчас перечень функциональных качеств разработки существенно расширился. Так, в составе нового материала — ионизированный электроактивный полимер i-EAP, который может изгибаться и увеличиваться в размерах под воздействием напряжения, и двунаправленный полимер с эффектом памяти (SMP), который можно запрограммировать на принятие определенной формы (в этом и состоит эффект мышечной памяти).
Результат по свойствам близок к IPN (взаимопроникающим полимерным сетям). Так как составляющие сцеплены на наноуровне, с каждой стороны имеются дорожки каждого из компонентов, которые четко разграничены. Как и IPN, материал обладает высокой устойчивостью к образованию трещин и превосходной механической стабильностью. Он будет использован в создании мышц для роботов, которые смогут двигаться, ощущать и передавать информацию о своем состоянии.
Ученые отмечают, что гибридным материалом можно будет управлять различными способами, в частности, с применением света, температуры, химических веществ, электрического или магнитного поля. Все эти сигналы могут обеспечить возможность изменения цвета или формы материала, придания ему свойств для собирания света или энергии.
Источник: HI-TECH@Mail.Ru
