Denník N

Vďaka novému lepidlu sme o krok bližšie k mäkkej robotike

Foto – TASR/AP
Foto – TASR/AP

Nový adhezívny materiál spojí hydrogély s pevnými aj mäkkými materiálmi len za pár sekúnd.

Mäkké roboty (soft robots) sú zariadenia inšpirované pohybom živých organizmov, ktoré sú namiesto pevných prevodov, káblov a kĺbov zostrojené z mäkkých, ohybných, vysokoodolných a flexibilných materiálov.

Pohyblivé sú vďaka umelým svalom, ktoré sú inšpirované prírodou, napríklad sloním chobotom alebo chápadlami chobotnice.

Pripraviť sa z nich budú dať displeje, ktoré si pohodlne nalepíme na pokožku, či plynule sa pohybujúce roboty.

Tieto prístroje sa už čoskoro stanú súčasťou našich každodenných životov, aj vďaka novému výskumu rakúskych vedcov z Univerzity Johannesa Keplera v Linzi.

Minulý mesiac opísali v časopise Science Advances prípravu a vlastnosti inovatívneho lepidla, ktoré výrazne zjednoduší zostrojovanie týchto mäkkých robotov, najmä spájanie mäkkých aj tvrdých materiálov s takzvanými hydrogélmi.

Tieto materiály predstavujú siete rozvetvených polymérov, v ktorých je zachytená voda. V mäkkej robotike ide o často používané materiály, ktoré imitujú tkanivá.

Preniknutie cez oba lepené materiály

Aby materiály použité pri vývoji mäkkých robotov plnili všetky požadované funkcie, musia kombinovať hydrogély s inými materiálmi. Autori v článku povedali, že „vysoká úroveň funkčnosti umelých súčiastok (mäkkých robotov) sa dá dosiahnuť s využitím hybridných kombinácií hydrogélov a mäkkých až pevných materiálov, od elastomérov až po polyméry, kovy či mineralizované tkanivá“.

Vzájomné spájanie týchto materiálov je však pre ich rôzne vlastnosti a flexibilitu pomerne zložité. Väčšinou sa spájali s použitím adhezívnych materiálov, ktoré sa museli nechať stvrdnúť pôsobením UV žiarenia.

Hydrogél zlepený s iným materiálom sa dá natiahnuť na 2-tisíc percent bez poškodenia. Foto – sciencemag.org

Tento proces je nielen zdĺhavý, ale aj pomerne nedokonalý. Skupina fyzikov pod vedením Martina Kaltenbrunnera preto vyvinula adhezívny materiál, ktorý takmer okamžite prepojí hydrogél so širokou škálou materiálov, od polymérov cez kovy, kožu až po kosti a sklo.

Použitá adhezívna zmes obsahuje ako lepiacu zložku kyanoakrylát, ktorý počas tuhnutia polymerizuje. Okrem toho vedci použili aj organickú zlúčeninu 2,2,4-trimetylpentán, ktorý počas tuhnutia prenikol cez oba spájané materiály a zabezpečil, že lepiaca zložka prenikla cez obe spájané plochy.

 

Materiál spojí hydrogély s pevnými aj mäkkými materiálmi len za pár sekúnd. Zdroj – YouTube

Udrží až jeden kilogram

Výsledné lepidlo spojí hydrogél s iným materiálom už za niekoľko sekúnd. Spoj medzi nimi udrží až jeden kilogram a dokáže sa natiahnuť až 20-krát.

Autori predpokladajú, že lepidlo sa na trh dostane do piatich rokov. Umožní tak jednoduchšiu a efektívnejšiu výrobu natiahnuteľných batérií, displejov či senzorov.

Dostupné z doi: 10.1126/sciadv.1700053

Teraz najčítanejšie