可在水下行走且能实现物体搬运的3D打印智能凝胶

一个3D打印的人形智能凝胶正在水下行走

图片来源：Daehoon Han-罗格斯大学新布朗斯维克校区 

      来自罗格斯大学新布朗斯维克校区的工程师们已研发出一种3D打印的智能凝胶。该凝胶可在水下行走，并能实现物体的抓取和搬运。

      这种水样的发明有助于柔软机器人的制造。这种机器人可以模仿像章鱼这样的软体海洋动物。这样的话，它们不但可以实现在水下行走，而且就算碰到其他物体时也不会发生损坏。它还可能会应用到人造心脏、胃和其他肌肉的制造中，同时也会用于诊断疾病、检测和输送药物、执行水下检查任务等。

      诸如智能凝胶之类的软质材料都是柔性的，制造成本通常比硬质材料低。另外，软质材料还可用于小型化设计。相比于机械构成更为复杂的硬质材料设备，用软质材料所制成的设备，更容易进行设计和控制。

      “我们的3D打印智能凝胶在生物医学工程领域具有巨大的潜力，因为它类似于人体组织，也就是说它含水量高、柔软度高，”一项新型研究的资深作者、机械和航天工程系的助理教授Howon Lee说道，“它可用于各种类型的水下设备制造，这些设备均模拟了章鱼等水生生物。”

      该项研发布在杂志《ACS应用材料与界面》上，文章集中介绍了一种3-D打印的水凝胶。该产品在被电力激活时，会发生移动，并会改变其形状。在人体、尿布、隐形眼镜、果冻和其他许多物品中，我们都可以找到尽管含水量超过70％但仍可保持固态的水凝胶。

       在3D打印过程中，光线投射在光敏溶液上，然后溶液形成凝胶。Lee说，将水凝胶置于盐水溶液（或电解质）中，两根细导线用于触发运动：向前走、逆转路线、抓取和搬运物体。该团队所创造的人形行走物体，大约有一英寸高。

      智能凝胶运动的速度是通过改变其尺寸来进行控制的（薄的速度比厚的要快），而凝胶的弯曲或变化取决于盐水溶液浓度和电场强度。这种凝胶类似于收缩的肌肉。Lee说道，因为它是由软质材料制成的，含有超过70%的水。同时，它还会对电刺激产生反应。

      “这项研究表明了我们的3D打印技术是如何对这种智能凝胶的设计、尺寸和多功能性进行延伸的，”他又补充说道，“我们的微型3D打印技术让我们能够创造出前所未有的东西。”

本文来自PHYS.ORG网站

原文题目：Researchers create a 3D-printed smart gel that walks underwater, moves objects