【实验与文献汇报】2020.11.7-组内动态-仿生智能材料研究组  
【实验与文献汇报】2020.11.7
hanxiao 2020-11-6 6570

   

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  • Mechanically Sintered Gallium–Indium Nanoparticles

    https://doi.org/10.1002/adma.201404790

    在科学和工程的最新进展已经证实金属纳米颗粒(MNP)的应用广泛,包括光学,应用药,存储器和半导体。当前的许多应用都需要烧结步骤,以使沉积的MNP融合以实现功能。尽管当前烧结方法的环境温度和局部温度明显低于材料的熔点,但是当将MNP与其他材料(如化学或热敏聚合物)整合到功能性器件中时,仍然会出现困难。该研究介绍了一类新型的MNP,它们在室温及低于室温的条件下进行机械烧结”。他们采用了声波处理和硫醇自组装技术,制备了平均厚度从≈600nm≈180nm可调的EGaInNPs。在这项研究中,展示了机械烧结的两种模式:整体烧结,能够烧结毫米级或以上的所有沉积物;以及局部/选择性烧结,能够烧结出沉积物中面积小至1μm,甚至可能更小的烧结体。最后还展示了其对喷墨打印设备的适用性,该过程不适用于含氧环境中的大量EGaIn。将这项研究的结果与EGaIn的独特特性和Ga2O3的半导体性质相融合它将促进广泛领域的新应用,例如软机器人,柔性电子产品,无线通信,微/纳米流体,可穿戴/可植入设备以及能量存储和运输系统。我们还证明了EGaIn MNP与可扩展的增材制造技术(例如喷墨打印)兼容,可用于制造多种长度尺度的柔性/可拉伸集成设备。


     

    Design, fabrication and characterization of soft sensors through EGaIn for soft pneumatic actuators

    https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.107996

    目前,很少有软执行器同时实现应变和压力感应能力。本文提出了一种基于液体导电金属(EGaIn)的软应变和压力传感器,可轻松集成到典型的软气动执行器中,实现传感功能。本文介绍了基于EGaIn的传感器的设计、制造、表征,以及传感器化执行器使用的三个实验演示。为了克服基于EGaIn的传感器带来的挑战,首先尝试通过挤压嵌入式弹性和无弹性光纤实现的微通道来设计基于EGaIn的应变传感器,从而显著提高传感器灵敏度(最多约30)。在类似的工作应变范围内,它比报告的其他传感器(灵敏度:2~7)敏感得多。同时,低延迟性(2.23%)和高可重复性(装载:±0.92%和卸载:±1.34%)进一步证明。在制造方面,本文对失蜡(一种传统的精密制造技术)和油冲技术进行了改造,为易制造、廉价、高成功率的制造技术创造了新的机遇。由于蜡模的多样性,可以控制微通道的任意形状(例如不同的宽度和高度)。因此,不同的微通道模式很容易实现。最后,作为其潜力的展示,将它们用作曲率和力传感器,并集成到软气动执行器中。我们进行了各种主动感觉实验,包括轮廓、尺寸和柔软度检测,灵感来自真实手指的能力。



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