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一种灵活、可伸缩的电池,能够像蛇鳞一样平稳移动

更新时间:2021-09-29 02:00:19

韩国机械与材料研究所(KIMM)是科学和信息通信技术部管辖下的一个研究所,它开发了一种柔性、可伸缩的电池,可以像蛇一样弯曲和伸展。这种新型电池有着广泛的用途,例如在储能技术和灾难情况下,可以应用于各种类型的设备,从软机器人到可穿戴设备。

由高级研究员张邦坤博士和纳米力学系首席研究员玄承敏博士领导的金姆研究团队开发了一种可伸缩电池结构,其特征基于蛇鳞的结构。8月16日,该团队的研究结果发表在《软机器人学》在线版上。

就像中篇小说《小王子》中吞下大象的蟒蛇一样,蛇的个体鳞片虽然坚硬,但可以折叠在一起以防止外部冲击。它们还具有结构特征,使其具有高度的可伸缩性和灵活性。

KIMM研究团队通过制造一种模仿蛇鳞的机械元结构,开发出了具有优异稳定性和性能的高度可伸缩电池。与传统的可穿戴设备不同,该设备的框架和电池紧密结合在一起,这项新技术通过在鳞片状结构中连接几个小而硬的电池来实现灵活的移动。

为了确保电池的安全性,研究团队还通过优化设计鳞片状结构,将构成电池的材料变形降至最低。此外,每个电池单元的形状进行了优化,以实现单位尺寸的高容量。

设计电池的形状和连接部件是这项技术成就的关键方面。类似蛇鳞的六边形小电池与聚合物和铜材料连接,使用铰链机制折叠和展开。这种设计也有利于经济批量生产,因为电池可以通过切割和折叠柔性电极来制造,其制造工艺受折纸艺术的启发。

这项新技术可以应用于人类可穿戴软机器人中的储能装置,需要软而灵活的储能装置,或者用于老年人和需要身体帮助的病人的康复医疗装置。此外,这些电池还可以作为软机器人的电源设备,在灾难期间用于现场帮助执行救援任务。由于机器人具有灵活移动和自由改变形状的能力,配备这些电池的机器人可以在这种灾难情况下进入被障碍物阻挡的狭窄空间。

在未来,KIMM研究团队希望开发出能够增加软储能设备存储容量的技术。该团队还希望开发多功能软机器人,将人工肌肉与软机器人驱动技术相结合。

Bongkyun Jang博士表示,通过应用蛇鳞的结构和设计,KIMM研究团队开发了一种电池,不仅使用安全,而且保持了灵活性和可伸缩性。他还补充说,今后,他和他的团队将继续进行后续研究和开发,以便将这项技术用于康复医疗和救灾,并帮助确保公众的健康和安全。

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