Исследователи из университета Коннектикута разработали новый тип силиконового эластомера — материала, который может радикально расширить возможности мягкой робототехники в экстремальных условиях.
Главная проблема современных мягких роботов — их уязвимость при экстремальных температурах и низком давлении. Даже продвинутые системы часто выходят из строя в космосе или стратосфере. Решением может стать использование приводов из диэлектрического эластомера (DEA) — устройств, преобразующих электрическую энергию в движение.
Разработчики предложили инновационный метод укрепления силиконового эластомера. Они применили особый механизм сшивания молекулярных цепочек: материал обрабатывается ультрафиолетовым излучением в присутствии катализатора — триметила (метил циклопентадиенил) платины (IV). Этот процесс формирует углерод-углеродные связи, что дает материалу исключительные электромеханические характеристики.
Разработанный эластомер протестировали в жестких условиях: при температуре от −40 °C до +120 °C и почти вакуумном давлении. Его сравнили с распространенными аналогами на основе акрила и обычного силикона — новый материал показал значительно более высокую устойчивость к агрессивным средам.
Практическое применение проверили на автономных мягких роботизированных захватах. Их интегрировали в полезную нагрузку высотных аэростатов — контейнеров, подвешенных под шарами для доставки оборудования в стратосферу (на высоту 19 000−36 000 м). Два стратосферных испытания подтвердили работоспособность технологии.
Полностью автономные системы управления захватами, изготовленными из нового силикона, были интегрированы в полезную нагрузку для высотных испытаний на аэростатах. Стратосферные испытания продемонстрировали, что DEA — жизнеспособная технология мягких роботов, способных работать в условиях, приближенных к космическим (на высоте до 23,6 км, при давлении менее 0,05 атмосфер и температуре −55 °C
В перспективе технология позволит создавать более надежные исполнительные механизмы для космоса и стратосферы. Ученые планируют доработать метод, чтобы устранить оставшиеся ограничения существующих эластомеров.
Ранее Наука Mail рассказывала, что создан робот для высокоточного измерения электромагнитных волн.
