被称为离子皮肤，或ispin，该物质可以增强各种技术 - 从可穿戴电子设备到柔软的机器人．属于一个家庭的物质材料被称为水凝胶．“水凝胶是交联聚合物，能够在其化学结构内持有大量的水，”现在正在完成麻省理工学院的博士后工作，但在迈克大学追求研究生的同时设计了材料的设计并同时担任T型工程教授刘刘教授的博士学位。
“我们体内的许多组织都是水凝胶，所以它们经常用于生物相容性很重要的应用，如化妆品或组织工程．但如果我们想把它们应用到柔软、柔韧或可穿戴电子产品中，我们就需要添加新的功能，如机械拉伸和导电性。”
去年，盈和刘揭开了早期的Iskin迭代，展出了其一些能力：它是自我驱动的，无毒，可以延伸到其原始尺寸的400％。最重要的是，弯曲材料在其电导率产生比例变化。这使其能够将物理移动转换为类似的电信号。
“物理治疗师可以将其粘贴在膝盖或肘部，以衡量您的联合在移动的时间和何时移动，”刘说。“我们还在手套上涂上它，使我们能够测量和追踪手动运动，又可以使用它来控制机器人。这是一种非常多样化的方式，便于各种人机互动。”
广告
广告
在本科生陈瑞安、左润泽和博士生周占峰的帮助下，研究人员正在探索iSkin的进一步应用。例如，将材料的补丁添加到机械夹持器中，就会为每个被夹持的物品提供一组独特的反馈信号。分析信号的组合可以使机器人“觉得”它正在接受的东西。结合人工智能算法，机器人甚至可以学会区分硬质，圆形与立方等的项目之间 - 并适当地对其进行排序。
到目前为止，iSkin还面临着所有水凝胶都有的一个缺点:当其中的水结冰时，产生的冰晶会对复杂的聚合物基质造成严重损害。凉爽干燥的空气也会将水凝胶中剩余的液态水吸走。
英雄和他的团队成员通过加入甘油来解决这个问题，一种常用于食物到毛胶的一切中的无毒化学品。在仔细测试数百种可能的食谱之后，它们开发出一种新的ispin制剂，这增加了耐寒耐寒性，而不会牺牲材料的其他有用特性。
作为一种额外的奖金，新配方使水凝胶能够更容易地粘附皮肤，衣服和其他材料。“我们把它粘在夹克外面，走进多伦多冬天，在零下10度以下，”莹说。“我们能够采用与我们在实验室中的相同类型的测量。”
冷耐耐寒和改善的粘性进一步增加了材料的可能应用的列表。例如，分拣机械夹具现在可以在低温存储设施中运行，在那里人类工作会不舒服。该团队还设想了其他可能性，包括柔软的机器人，旨在漫步在北极环境中的粗糙地形上。将来，他们计划继续开发材料并潜在地小型化。
研究描述了先进功能材料．
来源：多伦多大学
