ソフトマテリアル：ソフトマシンに使う伸縮可能なポンプ

ソフトマテリアルでできた機械は、生命科学と工学の橋渡しをする。ソフトマテリアルの進歩は、ソフトロボットやウエアラブルデバイス向けの皮膚に似たセンサーや筋肉に似たアクチュエーターの開発につながった。最も重要なメカトロニクス部品に対応するフレキシブルな部品や伸縮可能な部品が、主に流体駆動システムを使って開発されている。これまでに報告された他の機構には、静電気、刺激応答性ゲル、液体金属や形状記憶ポリマーなどの熱応答性材料などがある。流体アクチュエーションは幅広く使われているにもかかわらず、ポンプやコンプレッサーに対応するソフトな流体アクチュエーションはほとんどなく、これがソフトマシンの可搬性や自律性を制限している。本論文では、電荷注入の電気流体力学に基づくソフトマター双方向ポンプの一群について報告する。この固体ポンプは、フレキシブルで伸縮可能、モジュール化されていてスケーラブルであり、静かで速い。我々は、このポンプを手袋に組み込んで、ウエアラブルな能動的温度管理を実証した。また、このポンプを膨張可能な構造へ埋め込むことで、内蔵型の流体「筋肉」を作製した。この伸縮可能なポンプは、ウエアラブルなラボ・オン・チップやマイクロ流体センサー、熱活性型の衣類、自律性ソフトロボットに使用できる可能性がある。

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