上海交大谷國迎教授團(tuán)隊(duì)綜述：用于軟體機(jī)器人的3D打印
時(shí)間：2023-09-12 09:53 來源：上海交通大學(xué) 作者：admin 閱讀：次
近日，上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院谷國迎教授團(tuán)隊(duì)在Nature Reviews Materials上發(fā)表“3D-printed
PEDOT:PSS for soft
robotics”綜述文章，針對3D打印技術(shù)制造PEDOT:PSS導(dǎo)電聚合物材料應(yīng)用于軟體機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)分析與前瞻展望。上海交大機(jī)械與動力工程學(xué)院博士研究生李金昊為論文第一作者，江西科技師范大學(xué)碩士研究生曹杰為共同第一作者，谷國迎教授、江西科技師范大學(xué)盧寶陽教授為共同通訊作者。
軟體機(jī)器人是一類將生物概念與機(jī)器人相融合的系統(tǒng)，兼具環(huán)境順應(yīng)性與靈巧運(yùn)動功能。其中，柔性導(dǎo)電材料可以輔助軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)感知、控制和作動等復(fù)雜功能。導(dǎo)電聚合物作為一類新型柔性有機(jī)高分子材料，具有可調(diào)的力、電學(xué)性能、生物兼容性和易于加工等優(yōu)異性質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于薄膜電子器件。然而，柔性導(dǎo)電聚合物目前在材料制備和制造技術(shù)等方面難以滿足其在軟體機(jī)器人系統(tǒng)中的集成應(yīng)用需求。近年來，結(jié)合聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）導(dǎo)電聚合物與先進(jìn)3D打印技術(shù)為解決上述挑戰(zhàn)提供了新思路，也為軟物質(zhì)工程和軟體機(jī)器人學(xué)帶來了機(jī)遇。
論文從材料、制造、應(yīng)用三者的相互關(guān)系出發(fā)，重點(diǎn)聚焦可3D打印PEDOT:PSS基墨水的跨尺度設(shè)計(jì)機(jī)理與性能評估、導(dǎo)電聚合物3D打印技術(shù)演化與制造策略以及在新興軟體機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用，討論了3D打印PEDOT:PSS在高性能墨水、先進(jìn)打印技術(shù)和系統(tǒng)集成方面存在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，旨在推進(jìn)軟體機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用發(fā)展。該論文得到了國家自然科學(xué)基金，上海市科委“科技創(chuàng)新行動計(jì)劃”等項(xiàng)目的資助。
谷國迎教授團(tuán)隊(duì)主要從事機(jī)器人學(xué)與軟體機(jī)器人技術(shù)方向的研究，近年來，主持承擔(dān)了國家杰出青年基金／優(yōu)秀青年基金、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上海市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)等科研項(xiàng)目十余項(xiàng)，在Science Robotics, Nature Biomedical Engineering, Nature Reviews Materials, Nature Materials, Nature Communications, Science Advances, IEEE Trans. Robotics, Advanced Materials, Soft Robotics等期刊發(fā)表相關(guān)論文百余篇。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41578-023-00587-5
作者：機(jī)器人研究所
供稿單位：機(jī)械與動力工程學(xué)院
軟體機(jī)器人是一類將生物概念與機(jī)器人相融合的系統(tǒng)，兼具環(huán)境順應(yīng)性與靈巧運(yùn)動功能。其中，柔性導(dǎo)電材料可以輔助軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)感知、控制和作動等復(fù)雜功能。導(dǎo)電聚合物作為一類新型柔性有機(jī)高分子材料，具有可調(diào)的力、電學(xué)性能、生物兼容性和易于加工等優(yōu)異性質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于薄膜電子器件。然而，柔性導(dǎo)電聚合物目前在材料制備和制造技術(shù)等方面難以滿足其在軟體機(jī)器人系統(tǒng)中的集成應(yīng)用需求。近年來，結(jié)合聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）導(dǎo)電聚合物與先進(jìn)3D打印技術(shù)為解決上述挑戰(zhàn)提供了新思路，也為軟物質(zhì)工程和軟體機(jī)器人學(xué)帶來了機(jī)遇。
3D打印PEDOT:PSS用于軟體機(jī)器人技術(shù)路線圖
論文從材料、制造、應(yīng)用三者的相互關(guān)系出發(fā)，重點(diǎn)聚焦可3D打印PEDOT:PSS基墨水的跨尺度設(shè)計(jì)機(jī)理與性能評估、導(dǎo)電聚合物3D打印技術(shù)演化與制造策略以及在新興軟體機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用，討論了3D打印PEDOT:PSS在高性能墨水、先進(jìn)打印技術(shù)和系統(tǒng)集成方面存在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，旨在推進(jìn)軟體機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用發(fā)展。該論文得到了國家自然科學(xué)基金，上海市科委“科技創(chuàng)新行動計(jì)劃”等項(xiàng)目的資助。
未來展望：（a）3D打印PEDOT:PSS未來方向；（b）軟體機(jī)器人領(lǐng)域中的前瞻應(yīng)用
谷國迎教授團(tuán)隊(duì)主要從事機(jī)器人學(xué)與軟體機(jī)器人技術(shù)方向的研究，近年來，主持承擔(dān)了國家杰出青年基金／優(yōu)秀青年基金、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上海市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)等科研項(xiàng)目十余項(xiàng)，在Science Robotics, Nature Biomedical Engineering, Nature Reviews Materials, Nature Materials, Nature Communications, Science Advances, IEEE Trans. Robotics, Advanced Materials, Soft Robotics等期刊發(fā)表相關(guān)論文百余篇。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41578-023-00587-5
作者：機(jī)器人研究所
供稿單位：機(jī)械與動力工程學(xué)院
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