《Chem.Rev.》麻省理工学院赵选贺综述:磁性软材料和机器人!

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在传统分类中,软机器人以机械柔顺性为主要区别因素,与由刚性材料制成的传统机器人不同。功能性软材料的最新进展促进了新型软机器人的出现,该机器人能够响应外部刺激(如热、光、溶剂或电场或磁场)进行无系绳驱动。在各类刺激响应材料中,磁性软材料在设计和制造方面取得了显着进展,导致磁性软机器人的发展具有独特的优势和许多重要应用的潜力。然而,磁性软机器人领域仍处于起步阶段,需要在设计原理、制造方法、控制机制和传感方式等方面进一步改进。未来成功开发磁性软机器人需要全面了解磁驱动的基本原理,以及磁性软材料的物理特性和行为。在这篇综述中,科研人员讨论了磁性软材料和机器人的设计和制造、建模和仿真以及驱动和控制方面的最新进展。然后,他们给出了一套设计指南,用于优化软磁材料的驱动性能。最后,总结了磁性软机器人的潜在生物医学应用,并提供了他们对下一代磁性软机器人的看法。
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图1. 软磁性材料的分类和组成。
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图2 磁性材料的分类及不同尺寸和形状的磁性粒子的特性。
图3. 传统磁性软材料及其对外加磁场的响应。
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图4 软磁软材料的不同驱动模式。
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图5. 硬磁软材料的扭矩和力驱动弯曲驱动。
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图6. 基于热响应聚合物基质的超顺磁软材料的磁热驱动。
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相关论文以题为Magnetic Soft Materials and Robots发表在《Chemical Reviews》上。通讯作者是麻省理工学院Yoonho Kim教授,赵选贺教授。
参考文献:
doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00481