Adv. Mater. Technol. | 全数字化打印液晶弹性体-液态金属柔性致动器

以下文章来源于液态金属FM ，作者Jin & Open AI

柔性致动器在软体机器人、可穿戴设备、触觉反馈等领域具有广泛的应用前景。然而，目前的柔性致动器制造存在工艺流程复杂、生产效率低、难以实现多功能集成等挑战。近日，Mahmoud Tavakoli团队报道了一种全数字化3D打印技术，用于制备基于液晶弹性体（LCE）和双相液态金属（LM）的柔性致动器。作者利用双面紫外光照射将LCE 的光固化时间由数小时缩短至90s。此外，通过将银片、LM和苯乙烯-异戊二烯混合制备了一种无需烧结的导电墨水（Ag-EGaIn-SIS），实现了在LCE表面直接打印加热电路。通过优化打印喷头尺寸、LCE层数以及致动电压，使得该致动器在2.5V的电压下弯曲角度达到320°。最后，作者展示了该致动器可以提起4倍于自身质量的物体。相关工作以“Toward Fully Printed Soft Actuators: UV-Assisted Printing of Liquid Crystal Elastomers and Biphasic Liquid Metal Conductors”为题发表在《Advanced Materials Technologies》。

图1. 柔性致动器制备和打印过程。LCE前驱液在挤出过程中，晶元液受剪切力的作用得以定向排列，随后在紫外光的照射下LCE聚合。银片、LM和苯乙烯-异戊二烯混合而成的双相墨水可以无需烧结直接印刷在LCE上，从而实现LCE的电热致动。

图2. LCE制备过程。通过使用一个可双面照射的定制紫外光聚合装置，在365 nm波长紫外光照射下将LCE 的固化时间缩短至90s。

图3. 多层LCE柔性致动器示意图及实物图。

图4. 不同打印喷头尺寸和电压下致动器弯曲测试。在1.54 mm喷头和2.5 V电压的情况下，致动器仅需27s便可达到最大弯曲角度320°。

图5. 致动器在提拉重物和电热致动方面的应用展示。

文章信息：

Sgotti Veiga J, Reis Carneiro M, Molter R, et al. Toward Fully Printed Soft Actuators: UV‐Assisted Printing of Liquid Crystal Elastomers and Biphasic Liquid Metal Conductors[J]. Advanced Materials Technologies, 2023: 2300144.

https://doi.org/10.1002/admt.202300144

转自：“NANO学术”微信公众号

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