AM：一种3D临时磁化软机器人结构用于增强能量收集

Nanoyu

2021-08-16

功能材料在电子、机器人和能源等广泛领域提供了巨大的潜力。磁性材料是一种极具吸引力的候选材料，可以使多功能器件同时具有传感和驱动能力。然而，当前的磁性器件，特别是那些具有复杂运动模式的器件，严重依赖于具有复杂、不均匀磁化分布的永久磁化材料。

近日，北京大学张海霞教授，韩梦迪报道了通过利用机械引导的、可批量生产的压缩屈曲过程，开发出一种基于临时磁化材料的磁控3D机器人结构。

文章要点

1）通过优化聚(二甲基硅氧烷)（PDMS）和钕铁硼（NdFeB）微粒的混合比例，可以制备出具有所需力学性能的二维PDMS–NdFeB（PNC）薄膜。通过激光图案化和压缩屈曲工艺，可以将二维PNC薄膜构建成不同尺度的机械引导定制设计的各种3D机器人结构。这些结构可以在外加磁铁的精确控制下实现磁控运动(局部变形、单向倾斜和全方位旋转)。与能量收集器的进一步集成显示了增强多方向能量收集的良好应用前景。

2）所精心设计的3D压电结构为高效的能量转换提供了可靠的途径，是运动传感的有源传感器。这种非接触工作方式大大降低了3D压电结构的机械损伤，在稳定性、可控性和适应复杂环境下的长期工作方面显示出了令人信服的优势。此外，在无步进、精确角度调节的辅助下，组装式3D台式太阳跟踪系统具有仿生功能，便于随着光入射角的变化进行动态能量采集。

这些复杂的3D临时磁化软体机器人结构为增强能量收集、多模式生物传感、个性化治疗和人机交互提供了一种有吸引力的策略。

参考文献

Liming Miao, et al, 3D Temporary-Magnetized Soft Robotic Structures for Enhanced Energy Harvesting, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202102691

https://doi.org/10.1002/adma.202102691