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華裔科學家帶頭 發明可塑形3D墨水

2018-06-14 16:40世界日報 編譯黃秀媛╱綜合13日電

麻省理工學院 (MIT)機械工程系副教授趙選賀的研究團隊,已創造出一種富有可塑性的柔軟3D「墨水」,可用以列印能用磁波使其滾動、蹦跳,甚至抓取物體的裝置。

研究人員說,這種用磁鐵微粒子與柔軟矽膠混合製造的可變形材料,可能用於發展富有彈性的自動機械和醫學裝置,例如能把藥物送到體內必要地點釋出的微小裝置。

MIT說,他們用新材料印製各種能用磁力操作的結構,包括會皺起來的平滑圓環、能擠壓關閉的長管子、會自動折起的板子,以及形似蜘蛛,會爬行、滾動、跳躍和快速閉合抓住滾過的球的「抓取器」。

在「自然」期刊發表的研究報告說,這種裝置甚至能夠遵照指令,裹住一個小丸子把它帶到桌子另一端。

2003年畢業於天津大學的趙選賀說,這種材料能夠用以製造由磁力控制的生物醫學裝置,例如用一個結構圍住血管以控制血流,或用磁力引導微小裝置通過腸胃道拍照、採集組織樣本、清除阻塞或送藥。

這是發展可操縱改變形狀和動作的柔軟彈性材料的最新突破。例如,可用改變溫度或酸鹼值使其脹縮的水凝膠裝置;注入水就可啟動的液壓裝置;注入電流即可伸展的彈性體材料。

但是,這些裝置變化都很緩慢,有些得花幾個小時才能變形,有些必須用管子與水或空氣連結,彈性體則必須用高壓電電擊。

趙選賀的研究夥伴金倫鎬 (譯音)說,目前對製造能夠不需管線連結,在人體這種封閉空間執行特定任務的柔軟機器人還沒有理想材料,而新的方法前景可期,因為它快速、力量強大、對人體無害,而且能夠遙控。

研究人員說,現有磁控材料的鐵粒子都有相同的磁極,新法卻採用不同磁極粒子,因此製作出來的裝置可做更複雜的動作。

麻省理工學院

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