Искусственные мышцы существующих мягких роботов, как правило, используют гидравлические и пневматические приводы, которые не отличаются скоростью работы. Альтернативой им могут стать эластомеры — мягкие материалы, обладающие диэлектрическими свойствами.
Исследователи из Школы инженерных и прикладных наук Гарвардского университета разработали диэлектрический эластомер с широким диапазоном движений, не требующий больших затрат энергии и не имеющий жестких компонентов.
При создании диэлектрического эластомера были использованы два материала – гибкий эластомер, разработанный в Калифорнийском университете, и электрод из углеродных нанотрубок из лаборатории Кларка. Их объединение позволило создать новое устройство с лучшими по сравнению с существующими гибкими приводами характеристиками.
Большинство диэлектрических эластомеров имеют ограниченный диапазон движения и должны быть предварительно растянуты и прикреплены к жесткому основанию. Новый эластомер не нуждается в предварительном растяжении.
Для его создания используется специальная жидкость, которая под воздействием ультрафиолетового излучения превращается в тонкие бумажные листы с липким покрытием с обеих сторон, что позволяет склеивать их друг с другом. В результате получается сэндвич-материал, состоящий из слоев эластомера и электродов.
Чтобы привести в действие диэлектрические эластомеры, требуется подать на них напряжение. Его величина зависит от толщины материала. Чем больше слоев, тем больше силы производит материал.
Получившиеся гибкие приводы могут использоваться в носимых устройствах, для создания мягких захватов, хирургических инструментов, мягких роботов и искусственных мышц.