发表: 2021年3月2日 By
新型光滑材料在显微镜载玻片上拼出“滑”字

一种新型的合成“皮肤”应用于一种有弹性的材料上,拼出单词“SLIP”.(资料来源:丁氏实验室)

博彩平台推荐领导的一个研究小组设计了一种新型的合成“皮肤”,像蛇的鳞片一样光滑.

这项研究最近发表在《博彩app推荐》上 应用材料 & 接口,解决了工程中一个未被重视的问题:摩擦. 

逸夫叮, 这篇新论文的资深作者, 解释说每一天, 从机器人到汽车,仅仅因为它们的部件相互摩擦,机器就会损失大量的能量. 试图减少这种损失, 他和他的同事们从大自然中寻找线索, 它最狡猾的成员. 

“蛇的身体很柔软,它可以把自己扭曲成各种形状,小丁说, 大学的教授 保罗米. 雷迪机械工程系. “如果需要的话,它也可以移动得非常快,部分原因是它的皮肤摩擦很小.”

在他们最新的研究中, 研究人员开发了一种叫做固液界面聚合(SLIP)的工具,可以让他们在现有的表面上铺设一层薄薄的皮肤,比如橡胶或被称为弹性体的弹性材料. 这一层看起来很像蛇的鳞片,可以把原本粘稠的表面变成滑倒的危险.  

蛇鳞的特写图像.纹理“皮肤”的灵感来自于在显微镜下看到的蛇鳞

Top: Snake scales seen up close; bottom: 蛇kin-inspired synthetic "skin" seen under the microscope. (Credits: Pixabay; Ding lab)

这项技术对于那些能抵抗摩擦但又不能忍受被淋湿的机器来说是一个福音.

“有很多新的工程应用, 比如软体机器人或可穿戴传感器, 哪些地方不能使用这些传统的液体润滑剂,小丁说,他也是该组织的一员 材料科学与工程专业博彩平台推荐. “相反,你必须修改表面本身.”

现在,多亏了令人讨厌的蛇,这才成为可能. 

秤里有什么?

蛇, 从条纹吊带蛇到亮绿色藤蔓蛇, 他们的成功很大程度上归功于他们的规模. 如果你把其中一个小结构放在显微镜下, 你会注意到它们是由多层组织堆叠而成的.

丁教授说:“最上面的一层就像角蛋白,指甲就是由角蛋白组成的。. “它很脆,很硬. 然后尺度逐渐过渡到下面更柔软的材料.”

这种软上加硬的组合赋予了蛇的优势, 帮助他们保持低摩擦,同时保持灵活. 这也是丁和他的同事们想在实验室里复制的特征.

该小组从一种由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成的碱开始。, 在许多医疗技术中常见的弹性材料. 然后,研究人员使用SLIP技术放置了一层薄层, 在基础上铺上一层鳞片状的合成材料. 

该方法, 丁解释说, 通过将小分子混合到液体薄膜中来工作, 然后用光让它们从悬浮物中掉出来——有点像豌豆沉到一碗汤的底部. 一旦在那里,这些构件渗入PDMS并形成混合皮肤层.

这就产生了相当于实验室的蛇皮靴.

“没有东西粘在上面,”丁说. “你可以触摸它,你的手指会滑倒.”

滑动和滑动

为了证明他们的发明有多像蛇, 他和他的同事们,包括王梦源, 她最近从博彩平台推荐获得了博士学位,她进行了一系列看似简单的测试. 研究小组对杂交和正常的PDMS都赋予了权重, 然后把它们放在不同的斜面上.

该团队的蛇皮处理PDMS甚至在轻微的斜坡上滑动, 王说, 而普通材料却纹丝不动.

“PDMS真的很粘,”王说. “即使你把它完全翻转过来,它仍然会粘在表面上.”

该团队的蛇皮与许多陶瓷材料和闪亮金属具有相似的摩擦水平, 研究小组发现. 丁补充说,SLIP方法足够灵活,可以以任何模式放置这种皮肤, 包括拼出单词的形状. 

在将其光滑的表面应用于真正的机器人关节之前,该团队还有很多工作要做. 但这项研究是另一个感谢友好的蛇的理由. 

“当博彩平台推荐设计新材料时,博彩平台推荐并不总是知道要制造什么样的结构,”丁说. “但如果自然界有个例子, 这已经被证明是可行的, 博彩平台推荐可以模仿一下.”