能够“变身”的杂化材料

材料牛注：试想一下，一架飞机在飞行的过程中改变了翅膀的形状，变得像鹈鹕一样，然后变成潜水艇潜入水中。康奈尔大学工程学的教授Rob Shepherd和他的研究团队将这种听起来匪夷所思的技术转变为现实。

实现这项技术的关键是寻找一种理想的杂化材料：可以把硬金属和软质多孔泡沫橡胶的优异性能结合起来，即可以根据不同的需求实现硬质和软质性能的转变。除此以外，这种杂化材料还必须具备自修复功能。Shepherd认为：这种材料有点类似于我们人体，人体内部具有坚硬的骨骼，外部包裹着较软的肌肉和皮肤。然而骨骼限制了我们的人体形状的改变，因此不像章鱼那样，可以任意改变身体的形状。

这一想法主要是将人体的刚性和承载能力与章鱼的变形能力结合在一起，简单的说，就是当你的身体需要刚度的时候，会形成一副骨架，当你需要变形能力的时候，这副骨架将会消失。该杂化材料把柔软的Field合金和多孔硅泡沫材料结合在了一起。之所以选择Field合金，一方面是因为它的熔点低于144华氏度，另一方面是因为Field合金不含铅。

该课题组的研究生Ilse Van Meerbeek指出：“一般情况下，我们总是希望做出来的材料是具有生物相容性的。”熔融的金属进入弹性体泡沫的孔洞中，排除了原来气孔中的空气。这种泡沫材料大约有2毫米的孔径，可以调控材料使其刚性更强或者柔韧性更好。

在测试该材料的强度和弹性的过程中发现：当加热到144华氏度时，材料发生了形变，当冷却时材料恢复了刚性，当再次加热时，材料又恢复了原来的形状和强度。

Shepherd的研究团队最近研发了一种电致发光皮肤可以应用于软机器人的研发。Shepherd指出，当机器人变得较为坚硬的话，它的变形能力将会下降。这种杂化材料主要是赋予软机器人两种能力：一是保持它的变形能力，二是硬度，即承载能力。

Shepherd团队的研究成果已经在Advanced Materials杂志上发表，并且将作为该杂志印刷版的封面内容发表。

原文参考地址：Morphing metal shapes future of soft robotics

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