Исследователи разработали диэлектрический эластомерный привод (DEA) на основе специально обработанного силикона, способный работать в экстремальных условиях — от -40°F (-40°C) до +248°F (120°C) и при давлении, близком к вакууму. Новый метод сшивки молекул силикона с использованием УФ-излучения и платинового катализатора создаёт более прочные углерод-углеродные связи, предотвращая деградацию материала. В испытаниях на стратосферном воздушном шаре на высоте более 23 км мягкие роботизированные захваты на основе этих приводов успешно функционировали в условиях, имитирующих космические.
В чём фокус?
Мягкие роботы (из эластомеров) легки, адаптивны и безопасны для работы рядом с человеком и хрупким оборудованием. Но их применение в аэрокосмической отрасли ограничено: экстремальные температуры, низкое давление и электрические разряды быстро разрушают обычные эластомеры.
DEA — это тип привода, который преобразует электрическую энергию в механическое движение за счёт деформации диэлектрика под напряжением. Они идеальны для мягкой робототехники, но страдают от ненадёжности в суровых условиях.
Ключевые инновации:
- Химическая сшивка: Учёные использовали УФ-свет и платиновый катализатор для создания более сильных и стабильных связей в силиконовой матрице.
- Широкий температурный диапазон: От -40°C до +120°C без потери эластичности и прочности.
- В работе: Материал сохранял функциональность при давлении, близком к вакууму (как в стратосфере или космосе).
Проверка в реальных условиях:
Приводы были интегрированы в мягкие роботизированные захваты и подняты на стратосферном шаре на высоту >23 км. Аппаратура успешно работала в условиях экстремально низкого давления и температуры.
#УКУС_ТРЕНДА
Этот прорыв — симптом трёх важных процессов:
- Материаловедение для экстремальных условий: Создание эластомеров, способных работать в космосе, открывает путь к использованию мягкой роботизации на орбите, для ремонта спутников, сбора мусора и сборки конструкций.
- Стратосфера как испытательный полигон: Высотные шары обеспечивают более дешёвый и доступный способ тестирования космических технологий, чем полноценные орбитальные запуски.
- Переход от жёстких к мягким механизмам в аэрокосмосе: Традиционные космические роботы — это металлические манипуляторы. Мягкие приводы предлагают новые возможности: захват объектов неправильной формы без повреждений, адаптацию к неровным поверхностям, меньший вес и ударную нагрузку.
P.S. Интересно, что улучшение свойств силикона достигнуто не за счёт экзотических наноматериалов, а за счёт продуманной химии сшивки, используя доступные компоненты и УФ-отверждение. Это путь к масштабируемому и недорогому производству надёжных мягких приводов.
#роботы #материалы #космос #инновации #будущее