Fracture-driven power amplification in a hydrogel launcher

断裂(地质) 材料科学 复合材料 功率(物理) 纳米技术 物理 量子力学
作者
Xin Wang,Chengfeng Pan,Neng Xia,Chong Zhang,Bo Hao,Dongdong Jin,Lin Su,Jinsheng Zhao,Carmel Majidi,Li Zhang
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:23 (10): 1428-1435 被引量:47
标识
DOI:10.1038/s41563-024-01955-4
摘要

Robotic tasks that require robust propulsion abilities such as jumping, ejecting or catapulting require power-amplification strategies where kinetic energy is generated from pre-stored energy. Here we report an engineered accumulated strain energy-fracture power-amplification method that is inspired by the pressurized fluidic squirting mechanism of Ecballium elaterium (squirting cucumber plants). We realize a light-driven hydrogel launcher that harnesses fast liquid vapourization triggered by the photothermal response of an embedded graphene suspension. This vapourization leads to appreciable elastic energy storage within the surrounding hydrogel network, followed by rapid elastic energy release within 0.3 ms. These soft hydrogel robots achieve controlled launching at high velocity with a predictable trajectory. The accumulated strain energy-fracture method was used to create an artificial squirting cucumber that disperses artificial seeds over metres, which can further achieve smart seeding through an integrated radio-frequency identification chip. This power-amplification strategy provides a basis for propulsive motion to advance the capabilities of miniaturized soft robotic systems. Propulsive motion in soft robotic systems requires the power amplification of stored energy. An accumulated strain energy-fracture power-amplification method is used to create light-driven soft robotic systems with a controlled launching ability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jinjin完成签到,获得积分10
1秒前
Lucas的应助被孤独的雁凡采纳,获得10
1秒前
Youdge举报贝壳的求助涉嫌违规
1秒前
yyyy完成签到,获得积分10
1秒前
wx完成签到,获得积分10
1秒前
fff发布了新的文献求助10
1秒前
bkagyin的应助被彩虹大侠采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
酷波er的应助被实验室采纳,获得10
2秒前
李佳毅完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
flypipidan完成签到,获得积分10
3秒前
小昏发布了新的文献求助10
3秒前
彭于晏的应助被LUXURY采纳,获得10
3秒前
善良隶完成签到,获得积分10
4秒前
呵呵发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
王0你萌完成签到 ,获得积分10
4秒前
离间笑发布了新的文献求助10
4秒前
AOI0504完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
毛茅茅猫发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
摸一尾鱼发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
奎彬发布了新的文献求助20
6秒前
干鞅完成签到,获得积分10
6秒前
huang的应助被积木师whale采纳,获得10
6秒前
桐桐的应助被aspirin采纳,获得10
6秒前
6秒前
耶耶发布了新的文献求助10
7秒前
吴嘉琰发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
未晞完成签到,获得积分10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8034359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9471622
关于积分的说明 21253683
捐赠科研通 7604586
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389618
关于科研通互助平台的介绍 2521794
邀请新用户注册赠送积分活动 2426908