據國外媒體報道,來自北歐國家瑞典一所大學的一組研究人員進一步開發了一種基于3D打印機的微型機器人的微致動器。研究發現,該致動器包含一種電活性聚合物,打印后在電荷存在的情況下會改變其形狀,從而賦予其4D功能。
雖然在4D打印的軟機器人通常限于厘米或毫米,但現在技術研究人員已經將它們的驅動機制減少到微米,厚度約為20微米。他們聲稱他們的定制機是多功能和可擴展的,并希望借助以前看不見的復雜微型機器人“擴大軟機器人的范圍”。
4D打印也是一種3D打印方法。用這種方法制造的物體,隨著時間的推移,會用可變形材料變形。
據了解,研究的第一階段包括建造一臺打印機。該機器基于三軸可編程數控工作臺,配備有高精度的流體分配系統,連接到分配系統的是5mL鎖定注射器,從而通過平臺的橫向移動來控制擠出速率。
研究人員首先在載玻片上放置一層僅40納米厚的金薄層,形成導電層。然后,用注射器在導電層上分布一層可紫外固化的聚氨酯丙烯酸酯凝膠。凝膠將繼續形成微致動器的“主體和臂”。當凝膠在紫外光下完全固化后,研究小組在金片的另一面沉積了一層聚吡咯(EAP)。
經過無數次的嘗試和失敗,他們打印出了長度從5000微米到1000微米的微致動器。最薄的微致動器只有20微米厚。研究人員發現,與其他3D打印方法的典型1kV+相比,他們可以用低至1V的電勢啟動設備。科學家認為,他們的工作顯示了通過3D打印技術小型化低成本微型機器人的巨大潛力。
此外,萊斯大學的研究人員最近在4D打印了他們自己的軟機器人,它們將因溫度變化而被激活。他們打算將這項技術發展到可以用來根據需要重新配置他們的生物醫學植入物的程度,這將是醫學領域的一大進步。