天津大学研发超强耐寒电子皮肤材料

  中化新网讯 日前,天津大学化工学院张雷、杨静团队成功研发新型超强耐寒电子皮肤材料,可在-78°C的严寒环境中实现机器手的高拉伸、自愈合和高灵敏功能,对我国开展极地科考具有重大意义。相关成果已发表于国际期刊《美国化学会志》。

  极地探索是人类科学探索的重要组成部分。南北极远离人类生活环境,保留着生命、地球乃至太阳系早期的秘密,然而,南北极的低温环境为探险者生命安全带来极大风险。极地机器人的研发对减小科考人员伤亡、开发未知危险地带有重大意义。

  机器人的“感知力”将极大影响极地探索的质量,可赋予机器人“触觉”的电子皮肤便应运而生。研究团队设计了一类基于聚二甲基硅氧烷的超分子弹性体,通过向弹性体侧链中引入四重氢键单元,使其具有极低的玻璃化转变温度,并且赋予材料快速可逆动态组装性能,构建了可用于超低温环境的柔性电子皮肤。包覆这种电子皮肤的机器人手掌上可以在-78℃的条件下准确地感应不同的压力,识别物体的形状和特定的符号。这款电子皮肤还具有自修复、自愈合功能。即使在极寒条件下受损后,它的传感能力也可以完全恢复,可适应极地极端环境科考任务。

  “2020年,我们团队就研发出全天候自愈合电子皮肤。”据杨静介绍,“而今,我们的新一代电子皮肤全面升级,在自愈合功能的基础上可以适应-78°C的极端环境,期待这项新成果在我国南北极科考和其他科研领域呈现出更广阔的应用前景。”


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