Ученые из Северо-Западного политехнического университета (NPU) создали новый интеллектуальный адгезивный материал, который значительно усиливает сцепление при подаче электрического тока. Этот материал открывает широкие возможности для применения в производстве микросхем, мягкой робототехнике и высокоточной сборке.
Исследователи NPU в Сиане разработали материал, способный увеличить силу адгезии более чем в 400 раз после подачи электрического заряда. При активации тонкий лист этого материала способен надежно удерживать гантель весом 5 килограммов, тогда как традиционные аналоги едва справляются с долей такого веса.
Фундаментальный прорыв имеет большое значение для таких областей, как производство полупроводников, мягкая робототехника, точная сборка и передовое производство. Материал функционирует за счет изменения свойств поверхностной адгезии в ответ на электрическую стимуляцию. Когда через него проходит ток, его молекулярная структура перестраивается, чтобы максимизировать площадь контакта поверхности и межмолекулярные силы с объектом.
После отключения тока материал возвращается в состояние низкой адгезии, что позволяет отсоединять объект без остатка. Профессор Чжу Цзихун, руководивший этим исследованием, описывает материал как интеллектуальный захват, который может гибко деформироваться и обеспечивать сильное сцепление по требованию.
Потенциальные области использования охватывают множество высокотехнологичных отраслей. В сементопроводниковом производстве этот материал может позволить обращаться с пластинами без механических следов или загрязнений. В сфере мягкой робототехники электрически переключаемая адгезия дает возможность роботам захватывать и отпускать предметы различной формы и веса без необходимости в сложных механических захватах. Для задач точной сборки он подходит для размещения микрокомпонентов, где вакуумные или механические методы могут повредить хрупкие детали.
Способность материала прилегать к неровным поверхностям при сохранении сильного сцепления делает его особенно подходящим для работы с компонентами сложной геометрии.
Достижение NPU является частью более широкого ускорения инноваций в материаловедении Китая. В последние месяцы в городе Цзиньань провинции Шаньдун начали массовое производство новых электронных смол, которые обеспечивают снижение энергопотребления в передаче данных серверов ИИ на 40%, а в провинции Цзянсу были введены в эксплуатацию новые мирового уровня линии по производству углеродного волокна для применения в ветряных турбинах, электромобилях и гуманоидных роботах.
Экосистема материальной промышленности Китая превратилась в крупнейшую и наиболее всеобъемлющую в мире. Согласно отраслевым данным, Китай коммерциализировал продукцию из новых материалов на сумму более 550 миллиардов юаней, создал самую полную отрасль материалов, охватывающую все основные категории в глобальном масштабе, достиг почти 10 триллионов юаней объема производства в этой отрасли и занимает высокие позиции в более чем 100 конкретных категориях материалов.
