Onderzoekers van de Nationale Universiteit van Singapore hebben een nieuw metallisch materiaal gemaakt dat zogeheten origami-robots een stuk lichter kan maken. Dit zijn zachte, flexibele robots die voor van alles inzetbaar zijn, zoals zoek- en reddingsmissies.
De onderzoekers melden dat ze metalen als platina hebben gecombineerd met as of verbrand papier. Het resultaat was een materiaal gebaseerd op metaal met versterkte capaciteiten, waarbij de vouwbaarheid en lichtheid van traditioneel papier en plastic behouden blijven. Het nieuwe materiaal is half zo zwaar als papier en dat maakt het volgens de wetenschappers ook zuiniger, zodat robots op basis hiervan langer op een accuduur hun werk kunnen doen.
Het materiaal wordt geproduceerd door middel van een nieuw proces, wat de onderzoekers omschrijven met de term graphene oxide-enabled templating synthesis. Cellulosepapier wordt eerst in een oplossing van grafeenoxide ondergedompeld, waarna het in een oplossing wordt gestopt die uit metallisch materiaal zoals platina bestaat. Vervolgens wordt het materiaal verbrand in het gas argon op 800 graden Celsius, en vervolgens in lucht bij 500 graden Celsius. Het eindresultaat is een dunne laag van buig- en vouwbaar metaal van 0,09mm dik dat voor zeventig procent uit platina bestaat en voor dertig procent uit as. Er kunnen hiervoor ook andere metalen als goud en zilver worden gebruikt.
Het vervaardigde materiaal kan fungeren als een mechanisch stabiele, zachte en geleidende backbone die robots gevoels- en communicatiecapaciteiten kan geven, zonder dat er een noodzaak is voor externe elektronica, stellen de wetenschappers. Het materiaal kan dienen als zijn eigen draadloze antenne, zodat communicatie mogelijk is zonder aparte communicatiemodules. Overigens kan het materiaal ook, waar nodig, opwarmen door er spanning op te zetten.
Dat laatste kan bijvoorbeeld nuttig zijn om ijsvorming te voorkomen bij reddingsrobots die in koude omstandigheden moeten opereren. Daarnaast is het materiaal vuurbestendig en kan het temperaturen tot ongeveer 800 graden Celsius voor de duur van maximaal vijf minuten weerstaan. Naast origami-robots, die zacht en vouwbaar zijn, en zich in allerlei vormen kunnen vouwen, is het materiaal ook in te zetten voor prothetische ledematen die volgens de onderzoekers tot 60 procent lichter kunnen worden in vergelijking met conventionele versies.
In de volgende stap binnen dit onderzoek willen de onderzoekers kijken of ze meer functies kunnen toevoegen aan de metallische backbone, zoals het incorporeren van elektrochemisch actieve materialen, zodat het materiaal zijn eigen accu is. Dat kan leiden tot robots die zichzelf van stroom voorzien. Daarnaast experimenteren de wetenschappers met andere metalen zoals koper, om de productiekosten te verlagen.
De onderzoekers hebben over hun vinding gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science Robotics, onder de titel Multifunctional metallic backbones for origami robotics with strain sensing and wireless communication capabilities.
/i/2000632587.png?f=fpa)
:strip_exif()/i/1336040302.jpeg?f=fpa)
/i/1236852193.png?f=fpa)
:strip_exif()/i/1098602434.jpg?f=fpa)
/u/153650/2women60x60a.JPG?f=community){kind=small}
