Исследователи из Северо-Западного политехнического университета (NPU) в Сиане разработали новый «умный» материал, который при подаче электрического тока увеличивает силу сцепления более чем в 400 раз. Тонкий лист этого материала при электризации способен надежно удерживать гантель весом 5 кг, тогда как традиционные материалы едва справляются с долей этого веса. Прорыв имеет значительные последствия для производства чипов, мягкой робототехники, прецизионной сборки и передового производства.
Умный материал работает за счет изменения свойств поверхностной адгезии в ответ на электрическую стимуляцию. При протекании тока через материал его молекулярная структура перестраивается, чтобы максимизировать площадь контакта с поверхностью и межмолекулярные силы с целевым объектом. При отключении тока материал возвращается в состояние с низкой адгезией, что позволяет чисто отделить его без остатка. Профессор Чжу Цзихун, руководивший исследованием, описывает материал как интеллектуальный захват, способный гибко деформироваться и прикладывать сильное усилие захвата по требованию.
Потенциальные области применения охватывают множество высокотехнологичных отраслей. В производстве полупроводников материал может обеспечить обработку пластин без механических следов от зажимов и загрязнений. В мягкой робототехнике электрически переключаемая адгезия позволяет роботам захватывать и отпускать объекты разной формы и веса без сложных механических захватов. Прецизионная сборка включает размещение микрокомпонентов, где традиционный вакуумный или механический захват может повредить хрупкие детали. Способность материала подстраиваться под неровные поверхности, сохраняя высокую адгезию, делает его особенно пригодным для работы с компонентами сложной геометрии.
Прорыв NPU — часть более широкого ускорения инноваций в материаловедении Китая. В последние месяцы в Цзинане (провинция Шаньдун) началось массовое производство смол нового поколения для электроники, обеспечивающих 40% снижение энергопотребления при передаче данных в ИИ-серверах, а в Цзянсу были введены в эксплуатацию новые линии по производству углеродного волокна мирового класса для применения в лопастях морских ветрогенераторов, электромобилях и человекоподобных роботах.
Экосистема материаловедческой промышленности Китая стала крупнейшей и наиболее полной в мире. По данным отрасли, в Китае коммерциализированы продукты из новых материалов на сумму более 550 млрд юаней, создан самый полный сектор материалов, охватывающий все основные категории, объем производства материаловедческой промышленности достиг почти 10 трлн юаней, а Китай входит в число мировых лидеров по более чем 100 конкретным категориям материалов. Быстрый перевод лабораторных прорывов, таких как умный клей NPU, в промышленное производство отражает силу этой экосистемы.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Pandaily
