Tạo sóng lan truyền sinh học trong robot mềm bằng vật liệu polymer–kim loại ion hóa (IPMC)

( 0 đánh giá )
Miễn phí

IPMC là vật liệu polymer phủ kim loại (Pt hoặc Au), khi cấp điện sẽ tạo chuyển động uốn cong nhờ sự di chuyển của ion và nước trong màng polymer.

  • Nhóm nghiên cứu chế tạo IPMC từ màng Nafion 117, xử lý bề mặt, ngâm dung dịch muối Pt, sau đó mạ điện nhiều lớp để đạt độ dẫn điện tốt (<10 Ω).
  • - IPMC được gắn thành mảng 6, 7 và 10 phần tử, điều khiển bằng Arduino Mega và driver ROHM, tạo chuyển động sóng lan truyền bằng cách cấp điện áp sin lệch pha.
  • - Mảng IPMC được gắn vào khung cánh in 3D mô phỏng cấu trúc xương cánh cá bay, sau đó phủ lớp vật liệu mềm để tạo bề mặt cánh.
  • - Các thí nghiệm được thực hiện trong nước DI, đo dao động bằng camera và xử lý hình ảnh bằng MATLAB để phân tích biên độ và pha dao động.
  • - Tần số dao động tối ưu khoảng 1.3 Hz, tương ứng với tần số sóng quan sát được ở cá bay khi hạ cánh.
  • - Mô phỏng bằng COMSOL Multiphysics sử dụng mô hình Poisson–Nernst–Planck để mô tả chuyển động ion và lực nội tại trong IPMC.
  • - Kết quả cho thấy IPMC có thể tạo sóng lan truyền ổn định, biên độ dao động phù hợp, và có tiềm năng tạo lực đẩy trong môi trường nước.
  • - Hướng phát triển: tích hợp IPMC vào robot bay hoặc robot dưới nước để điều khiển lực nâng, lực cản, hoặc ổn định khi hạ cánh.