可在水下行走且能實現物體搬運的3D列印智能凝膠

一個3D列印的人形智能凝膠正在水下行走，圖片來源：Daehoon Han-羅格斯大學新布朗斯維克校區

來自羅格斯大學新布朗斯維克校區的工程師們已研發出一種3D列印的智能凝膠。該凝膠可在水下行走，並能實現物體的抓取和搬運。

這種水樣的發明有助於柔軟機器人的製造。這種機器人可以模仿像章魚這樣的軟體海洋動物。這樣的話，它們不但可以實現在水下行走，而且就算碰到其他物體時也不會發生損壞。它還可能會應用到人造心臟、胃和其他肌肉的製造中，同時也會用於診斷疾病、檢測和輸送藥物、執行水下檢查任務等。

諸如智能凝膠之類的軟質材料都是柔性的，製造成本通常比硬質材料低。另外，軟質材料還可用於小型化設計。相比於機械構成更為複雜的硬質材料設備，用軟質材料所製成的設備，更容易進行設計和控制。

「我們的3D列印智能凝膠在生物醫學工程領域具有巨大的潛力，因為它類似於人體組織，也就是說它含水量高、柔軟度高，」一項新型研究的資深作者、機械和航天工程系的助理教授Howon Lee說道，「它可用於各種類型的水下設備製造，這些設備均模擬了章魚等水生生物。」

該項研發布在雜誌《ACS應用材料與界面》上，文章集中介紹了一種3-D列印的水凝膠。該產品在被電力激活時，會發生移動，並會改變其形狀。在人體、尿布、隱形眼鏡、果凍和其他許多物品中，我們都可以找到儘管含水量超過70％但仍可保持固態的水凝膠。

在3D列印過程中，光線投射在光敏溶液上，然後溶液形成凝膠。Lee說，將水凝膠置於鹽水溶液（或電解質）中，兩根細導線用於觸發運動：向前走、逆轉路線、抓取和搬運物體。該團隊所創造的人形行走物體，大約有一英寸高。

智能凝膠運動的速度是通過改變其尺寸來進行控制的（薄的速度比厚的要快），而凝膠的彎曲或變化取決於鹽水溶液濃度和電場強度。這種凝膠類似於收縮的肌肉。Lee說道，因為它是由軟質材料製成的，含有超過70%的水。同時，它還會對電刺激產生反應。

「這項研究表明了我們的3D列印技術是如何對這種智能凝膠的設計、尺寸和多功能性進行延伸的，」他又補充說道，「我們的微型3D列印技術讓我們能夠創造出前所未有的東西。」

本文來自PHYS.ORG網站，原文題目：Researchers create a 3D-printed smart gel that walks underwater, moves objects，本文由材料科技在線整理報道。

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