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第四百六十二章 柔性材料 陆语的猜想(2 / 2)

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“好,那接下来先交给我,你去忙你的。”

苏晓晓回了一个“ok”的手势。

看见了苏晓晓的反应,陆语的心里顿时放心多了,直接将材料全部交给苏晓晓分发,然后一路走进了试验室中。

昨天虽然没法进去。

可是在自己的寝室里,他却是有了很多有意思的想法,其中有一些,陆语已经迫不及待地想要开始验证了!

一旦验证成功!

一会向组员们分享时,进度也能加快一些!

“吱....”

陆语直接推开了试验室的大门,迈步走了进去!

“呼...”

“现在,先来解决第一个问题,也是最重要的问题吧。”

陆语深吸了一口气,眼神中流露出了一抹凝重之色,迅速地开始按照昨天脑海中的思路,操作了起来!

想要将神经元传导器,连接进入外骨骼设备。

第一个无法逃避的问题,就是如何将神经元传导器与外骨骼设备的作动器(液压、电机、气动等)相连接,实现精确的力反馈和协调的运动控制!

如果无法实现精确的力反馈和协调的运动控制。

将神经元接入进去,恐怕非但提高不了外骨骼战甲的反应速度,还会导致战甲操控的精准性大大下滑,得不偿失!

所以,这个问题,必须解决!

按照苏晓晓的想法,为了将神经元传导器与外骨骼设备的作动器相连接,他们团队可以利用仿生学技术,设计一种类似于肌肉的柔性材料,作为外骨骼的动力源。

这种材料可以通过神经元传导器接收大脑的电信号,从而产生收缩和放松的运动,确保外骨骼战甲的精准运行....

而陆语这一趟前来试验室,就是为了验证,通过制作柔性材料来解决问题,到底是否可行!

柔性材料的概念并不复杂,它是指具有高度可弯曲、可拉伸、可扭曲的材料,可以模仿生物组织的柔韧性和适应性。例如,涤纶织物、高化合硅胶等....

事实上,使用柔性材料来制作外骨骼设备,早就有先例。

它采用柔性材料作为辅助力的传递单元,可以对人体下肢进行单关节或多关节协同助力的新型外骨骼机器人。例如,哈佛大学的Soft Exosuit、苏黎世联邦理工学院的Myosuit等。

不过,之前的先例中,柔性材料制作的外骨骼机器人大多数都是用来疗养,或者是纯粹的实验品。用在战斗形外骨骼设备商,之前还从未有过!

所以,陆语这一次的尝试,毫无疑问很大胆!

“先按照我昨天的想法,试一试吧。”

陆语也没有墨迹,说干就干。

结合了昨日跟苏晓晓的探讨,以及他自己的一些想法,最终,陆语选择使用聚乙烯醇来作为柔性材料的加工原料!

之所以选择它来作为柔性材料的加工原谅,陆语自然是有其考量的。

首先聚乙烯醇是一种水溶性高分子聚合物,可以通过简单的溶液浇铸法制成薄膜,也可以通过原位结晶法与其他材料复合,形成具有特殊性能的柔性聚合物薄膜。

制作工序的时长和成本,皆是不高。

其次!

聚乙烯醇还具有良好的成膜性、耐光性、耐矿物油类和油脂类的性能,可以作为柔性外骨骼的保护层或装饰层,提高其外观和耐用性!

最重要的是,它具有高度的气体阻隔性、抗拉伸性和吸湿性,可以作为柔性外骨骼的功能层或结构层,提高其气密性和强度,有些优点的同时,它还无毒、对人体皮肤无刺激性、可生物降解性等环保特性,可以作为柔性外骨骼的安全层或舒适层,提高其亲和性和可持续性。

结合了许多想法后,陆语判断聚乙烯醇,就是最合适的柔性材料!

想了一番之后。

“还得用一下你们。”

“没有你们这些具体的加工工具,光靠脑子想,终究还是麻烦了一些啊。”

陆语缓缓转头,将目光投向了试验室中的激光切割器和超声波焊接机。这两个实验工具,便是这一次聚乙烯醇柔性材料的主要加工工具!

巧妇难为无米之炊....

如果进不了试验室,没有这些工具的话,他还真没办法上手。

他先将聚乙烯醇溶液浇铸成薄膜,然后将薄膜放在激光切割机的工作台上,根据需要的尺寸和形状,设置好激光的功率、速度和路径,然后开始启动激光切割机,让激光沿着设定的路径切割聚乙烯醇薄膜。

“滋滋滋滋!”

伴随着机器的轰鸣声,第一步,切割聚乙烯醇薄膜便搞定了!

陆语将两片聚乙烯醇薄膜叠放在一起,然后将叠放好的薄膜放在超声波焊接机的工作台上。

大致判断了一番后,他根据需要的焊接位置和强度,快速地设置好超声波的频率、压力和时间!紧接着,按下了启动键!

超声波通过压力和振动产生热量,迅速地使得两片聚乙烯醇薄膜在接触处熔合在一起。

“呼...”

“搞定。”

“紧接着就是最后一步了。”

看着聚乙烯醇薄膜被顺利地焊接在了一起,陆语松了一口气,开始进行了最后一步的加工操作。

这一次,他打算用喷墨3d打印机来打印聚乙烯醇!

陆语先是将聚乙烯醇溶液装入喷墨打印机的墨盒中,然后将需要打印的基材放在喷墨打印机的工作台上!

“颜色...就黑色吧。”

他设置了一下颜色,然后迅速地调整了一喷墨打印机的分辨率、速度和方向!让各项数据达到了均衡状态!

然后,陆语启动喷墨打印机!

“嗡嗡嗡...”

伴随着一阵机器启动的噪音。

喷墨打印机开始通过喷嘴将聚乙烯醇溶液以微小的液滴形式喷射到基材上,形成所需的柔性材料初步雏形!

雏形完成了之后。

接下来要做的,就是进一步加工了!

陆语的想法很简单,选择先用最简单的加工法,也就是原位结晶法来加工聚乙烯醇!

他将具有自发极化能力的小分子铁电材料与聚乙烯醇溶液混合均匀。

这一次他选择的小分子铁电材料,是聚偏氟乙烯,含量设置在了14%左右。

通常来说,含量越高,复合薄膜的介电性能越好,但也越容易影响聚乙烯醇的成膜性能。

所以陆语还是选择了“中庸之道”将含量控制在了14%—15%的范围。

紧接着,他采用了溶液流涎法将混合溶液浇铸在玻璃板上,为了让复合薄膜的柔性足够好,且不产生裂纹,他小心翼翼地将厚度控制在了45微米。

然后将玻璃板放入真空干燥箱中,将温度调整到了120度,通过装置进行催化干燥和结晶,使得小分子铁电材料与聚乙烯醇分子共价结合!

形成具有高介电常数的透明柔性聚合物薄膜!

“呼,最后一步了。”

陆语小心翼翼地复合薄膜从玻璃板上剥离下来,开始一定的极化电场和时间下进行极化处理。

一般在100kV/~300kV/之间,时间越长,复合薄膜的极化程度越高,但也越容易产生极化饱和和极化疲劳。这个过程,是最关键的过程,一点马虎也不能有。

因为在此过程中,小分子铁电材料的自发极化方向会真正地被固定在复合薄膜中,形成具有高储能密度的柔性电存储器件!

要想制作出来的柔性材料不存在储能问题,

极化处理,半点也马虎不成!

“叮!”

终于...顺利地按照陆语的计划,一块具有高介电常数的透明柔性聚合物薄膜被顺顺利利地取了出来!

接下来,就是验证自己猜想的时刻了。

陆语的眼神中闪过了一抹凝重!

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