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　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副教授張世武團(tuán)隊、澳大利亞伍倫貢大學(xué)教授李衛(wèi)華團(tuán)隊和蘇州大學(xué)副教授李相鵬團(tuán)隊合作，設(shè)計了基于鎵基室溫液態(tài)金屬的新型機(jī)器人驅(qū)動器，首次實現(xiàn)了液態(tài)金屬驅(qū)動的功能性輪式移動機(jī)器人。近日，該成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。
　　鎵基室溫液態(tài)金屬具有獨特的表面性質(zhì)和理化特性，可實現(xiàn)變形、移動、分離以及融合等多種形態(tài)學(xué)變化，在微納機(jī)電系統(tǒng)、微流體、生物醫(yī)學(xué)以及機(jī)器人等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。然而，液態(tài)金屬在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用研究目前僅局限于對處于電解液環(huán)境中的液態(tài)金屬液滴本身的操縱，尚無能夠脫離電解液環(huán)境運行的液態(tài)金屬功能性機(jī)器人的研究報道。
　　鎵基室溫液態(tài)金屬具有巨大的表面張力，在極低的電場功耗下展示出高效的運動能力。聯(lián)合研究組巧妙地將高效液態(tài)金屬驅(qū)動和變重心機(jī)構(gòu)相結(jié)合，開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡單緊湊、驅(qū)動性能好的新型液態(tài)金屬機(jī)器人。研究人員設(shè)計了一種具有超疏水表面的極輕半封閉輪式結(jié)構(gòu)，將液態(tài)金屬液滴限制在狹長的輪體內(nèi)部；通過巧妙設(shè)計的隨動微型電極支架施加外部電場驅(qū)動輪體內(nèi)液態(tài)金屬運動，進(jìn)而持續(xù)改變輪式機(jī)器人的重心，驅(qū)動輪式機(jī)器人滾動。
　　同時，研究人員對該新型液態(tài)金屬機(jī)器人進(jìn)行了動力學(xué)建模與分析，并通過實驗探索了電解液濃度、施加電壓、液態(tài)金屬體積、輪體結(jié)構(gòu)等參數(shù)對機(jī)器人運動性能的影響，獲得驅(qū)動運動的最佳參數(shù)匹配。進(jìn)一步，通過集成電池系統(tǒng)，研究人員成功設(shè)計了新型液態(tài)金屬自驅(qū)動輪式移動機(jī)器人。
　　該研究有望啟發(fā)一種新型驅(qū)動方式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)器人驅(qū)動方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大以及驅(qū)動能效低等不足，促進(jìn)未來微小機(jī)器人及特種機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展。在不久的將來，液態(tài)金屬機(jī)器人將在癌癥靶向治療及智能柔性可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域大顯身手。
　　論文相關(guān)信息：Adv. Mater. 2018, 201805039
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2018-10-23 第4版 綜合)