科學家打造“機器人織物”:未來可自行搭建帳篷
耶魯大學的科研團隊近日開發出了一種新型“機器人織物”,可以根據需求或通過感知環境來改變其形狀和硬度。未來這種材料可以應用於高科技服裝、可自行搭建的帳篷或者機器人降落傘。
為了讓織物具有多種功能,團隊創造了具有不同能力的纖維,並將它們編織成日常織物。第一種纖維是一種充滿了名為菲爾德金屬(Field’s metal)合金顆粒的環氧樹脂,它的熔化溫度相對較低,為62℃(144°F)。這意味著它可以被輕輕加熱以使織物變得柔軟和可塑性,然後冷卻到室溫以將其鎖定為特定形狀。
該研究的主要作者Trevor Buckner 表示:“採用菲爾德金屬打造的環氧複合材料可以像乳膠橡膠一樣柔軟,也可以像硬丙烯酸一樣堅硬,這種材料的長纖維可以縫在織物上,使其具有支撐性骨架,我們可以打開和關閉它”。
利用這種技術,該團隊能夠使他們的智能材料具有承重性,能夠承受50克(1.8盎司)的重量,通常情況下,這種重量會使織物直接變平。該團隊還應用了一種可以塗抹在織物上的導電墨水,創建了可以檢測環境變化的傳感器,並讓材料做出相應的反應。
該研究的通訊作者Rebecca Kramer-Bottiglio 表示:“導電複合材料在單個纖維周圍自凝,不會明顯改變織物的孔隙度。傳感器是可見的,但不會改變織物的質地或透氣性,這對可穿戴應用的舒適性很重要”。
最後,為了讓材料改變形狀和移動,該團隊還加入了一種形狀記憶合金(SMA)。這種東西可以通過編程來”記住”某個特定的形狀,這樣在它變形之後,就可以觸發它直接跳回原來的形態。在這種情況下,研究人員將SMA線壓扁成絲帶,所以他們可以根據需求將織物恢復到平面形狀。