灵感来自犰狳的巧妙织物可根据需要变硬或变软
软材料和硬材料都有各自的用途,但这两种特性通常不会出现在一种物质上。RoboFabric 是一个例外,因为它可以在软硬状态之间来回切换。
该材料由新加坡南洋理工大学的科学家团队设计,灵感来自于犰狳和穿山甲等动物相互交错的保护鳞片。
虽然这两种生物的鳞片都是由角蛋白构成的,但 RoboFabric 是由 3D 打印的互锁聚合物瓷砖网络构成的。所有瓷砖都通过穿过瓷砖的细金属线连接在一起。
只要这些金属线保持相对松弛,所有瓷砖都能自由移动。然而,当金属线收紧时,瓷砖会被拉到一起,瞬间导致“织物”变硬 350 倍以上。通过释放金属线的张力,材料会再次变软。
在其他可能的应用方面,该技术可以用于手臂石膏,当受伤肢体最初被定位时,石膏保持柔软,当达到所需方向时,石膏变硬。RoboFabric 石膏不需要像传统石膏那样被切断,当不再需要时,只需软化并滑落即可。
同样,该技术还可用于辅助关节支架,让佩戴者能够更轻松地举起物体或执行其他需要体力的任务。例如,用户可以在大多数时间保持腕部或肘部支架柔软,以获得最大的活动自由度,然后在举起重物时将其变硬以提供支撑。
科学家们能够通过对志愿者的肢体进行 3D 扫描来制作这种定制支架,然后在不到一小时内用 3D 打印出数十块所需的瓷砖。手工将电线穿过这些瓷砖确实需要一些时间,但随着技术的进一步发展,这个过程可能会实现自动化。
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