Группа исследователей из Национального университета Сингапура и Северо-Восточного лесного университета Китая разработала роботизированные захваты из древесины. Пока они могут только реагировать на изменение факторов окружающей среды, но ими можно будет управлять с помощью дополнительных устройств.
Традиционно для создания роботизированных захватов исследователи выбирают между двумя возможными материалами: мягкой резины или твердого металла. Первые хорошо справляются с манипуляцией мягкими предметами, но не могут работать в условиях высокой температуры, вторые — устойчивы к внешним факторам, но могут разбить предметы при сжатии.
Для своего устройства исследователи использовали полоски из канадского клена толщиной 0,5 см. Они обработали деревянные заготовки хлоридом натрия, чтобы удалить весь лигнин (органический полимер, из которого в основном состоят клеточные стенки древесины). Получившиеся поры исследователи заполнили полипирролом — полимером, который хорошо поглощает тепло и свет.
На одну сторону каждой такой полоски исследователи нанесли слой паропоглощающего геля на основе никеля, а на другую — гидрофобную (водоотталкивающую) пленку. После этого заготовки помещали в нагретые формы, чтобы превратить их в изогнутые пальцы, которые соединяли в общий захват в форме руки.
Исследование показало, что в условиях с относительной влажностью 95%, гель на их нижней стороне расширялся, заставляя пальцы распрямляться. А под воздействием температуры более 70 °С или яркого света влага из геля испарялась, из-за чего пальцы сгибались. При этом рука могла удерживать небольшой груз.
Преимущества этой технологии в хорошей биосовместимости, широком диапазоне рабочих температур и хороших механических свойствах, отмечают инженеры. Чтобы роборука не зависела от внешних факторов, потребуется использование вспомогательного оборудования. Например, можно добавить несколько проводов или нагревательную пластину, чтобы обеспечить сгибание под воздействием электрического тока, и источник для распыления воды, чтобы ослабить захват.
Читать далее:
Образцы красного водопада рассмотрели в лаборатории: что там нашли ученые
Посмотрите, как сияют кольца Сатурна на снимке телескопа «Джеймс Уэбб»
Гигантская ледяная планета может скрываться на дальней границе Солнечной системы
Изображение на обложке: National University of Singapore