来源： 时间：2022-08-13 11:35:04
科学家们开发了一种微小的超弹性纤维，可以结合电极，为智能服装和机器人人工神经铺平了道路。纤维甚至可以检测到最轻微的压力和应变，并且在恢复其初始形状之前可以承受接近500的变形。
瑞士洛桑联邦理工学院 (EpFL) 的科学家提出了一种快速简便的方法，可将不同种类的微结构嵌入超弹性纤维中。例如，通过在战略位置添加电极，他们将光纤变成了超灵敏的传感器。该方法可用于在短时间内生产数百米的纤维。为了制造光纤，科学家使用了热拉伸工艺，这是光纤制造的标准工艺。他们首先创建了一个宏观的预制棒，各种纤维成分排列在精心设计的3D图案中。
然后，他们加热预成型件，并像熔化的塑料一样拉伸，制成直径几百微米的纤维。尽管此过程纵向延伸了组件的模式，但它也使其横向收缩，这意味着组件的相对位置保持不变。最终结果是一组具有极其复杂的微体系结构和先进性能的纤维。到目前为止，热拉伸只能用于制造刚性纤维。然而，研究人员用它来制造弹性纤维。在选择材料的新标准的帮助下，他们能够识别出一些在加热时具有高粘度的热塑性弹性体。拉伸纤维后，它们可以拉伸和变形，但它们总是恢复到原来的形状。
可以将诸如纳米复合聚合物，金属和热塑性塑料之类的刚性材料以及易于变形的液态金属引入纤维中。“例如，我们可以在纤维的顶部添加三串电极，在底部添加一串电极。不同的电极将根据压力施加到纤维上的方式而接触，”EpFL的Fabien Sorin说。这将导致电极传输信号，然后可以读取该信号以准确地确定光纤所承受的应力类型，例如压缩应力或剪切应力。科学家将其纤维整合到机器人手指中作为人造神经。每当手指触摸某物时，纤维中的电极都会传递有关机器人与其环境的触觉交互的信息。
研究小组还测试了将其纤维添加到大网眼服装中以检测压缩和拉伸。索林说: “例如，我们的技术可用于开发直接集成到服装中的触摸键盘。”研究人员看到了许多其他潜在的应用。特别是因为可以轻松调整热拉伸过程以进行大规模生产。这对制造业来说是一个真正的好处。纺织部门已经表达了对新技术的兴趣，并且已经申请了专利。
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