美國卡耐基梅隆大學(xué)與北卡羅萊納州立大學(xué)開發(fā)出基于銦鎵合金的液態(tài)電晶體，可望為形變機器人開啟新應(yīng)用.
形變機器人(deformable robot)可望帶來無窮的新應(yīng)用。目前已有幾種材料可用于為機器人打造出使其搖擺和蠕動的身體，但卻少了類似的可變形且可控制其動作的電路。這是啟發(fā)液態(tài)金屬電子學(xué)研究的動機之一，加上最近發(fā)表的液態(tài)金屬開關(guān)就是一項激勵人心的成果，顯示液態(tài)金屬電子學(xué)不僅可能實現(xiàn)，而且極具實用性。
根據(jù)美國約翰·霍普金斯大學(xué)(Johns Hopkins University)的研究人員表示，形變機器人的一些新應(yīng)用包括：「用于微創(chuàng)手術(shù)的內(nèi)視鏡操縱器、用于支撐人體運動的助力裝置，以及用于娛樂系統(tǒng)的軟性面板等?！乖撗芯繄F隊正在開發(fā)控制這一類機器運動的演算法。
另一方面，美國卡耐基梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)的研究人員與北卡羅萊納州立大學(xué)(North Carolina State University；NC State)的一個團隊合作，共同打造出一種相當(dāng)接近流體電晶體的物質(zhì)，這種結(jié)合鎵和銦的擬態(tài)合金(mimetic polyalloy)材料，能在室溫下保持液體狀態(tài)。
研究人員們發(fā)現(xiàn)，如果從一個方向施加電壓，則可分離材料液滴。而當(dāng)在另一個方向施加電壓時，分離的液滴將會重新連接。在這兩種情況下，施加的電壓都會引起電化學(xué)反應(yīng)。目前所需的電壓大約在1V和10V之間；研究人員認(rèn)為這是第一個能與電子產(chǎn)業(yè)常用電壓搭配運作的流體開關(guān)。研究人員在其研究報告中描述這一電化學(xué)反應(yīng)：「液滴分離受制于極限點不穩(wěn)定性，而其不穩(wěn)定性來自雙極電化學(xué)反應(yīng)中的梯度影響。」
這個過程類似于電晶體中發(fā)生的現(xiàn)象。其中一位研究人員——卡耐基梅隆大學(xué)軟機器實驗室(Soft Machines Lab)機械工程師Carmel Majidi解釋，「我們設(shè)置了兩個類似于場效電晶體源極和漏極的液滴，利用這種形狀可編程的效果開啟和關(guān)閉電路。最終還可以利用這種效應(yīng)打造實體可配置的電路?！?/p>
研究人員說，使用無毒合金材料打造的液體電晶體，可注入于橡膠中，打造出柔軟且可伸縮的電路，從而開啟更多新的應(yīng)用機會，例如可變形的機器人、生物相容的疾病監(jiān)測以及實現(xiàn)結(jié)合電子與合成的皮膚類型等。
編譯：Susan Hong
參考原文：Liquid transistors show that liquid metal electronics are possible and practical，by Brian Santo, contributing writer
文章來源:EET 電子工程專輯
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標(biāo)簽: 液態(tài) 電晶體 形變機器人