Роботы… из гидрогеля

Традиционные гидрогели – мягкие, водянистые, но при сильном растяжении теряют форму и становятся непригодными. Это мешает использовать их в робототехнике и медицине, где важны циклы «растяжение-сжатие». Но команда Лили Чен из университета Цинхуа представила иной подход.

Исследователи разработали полиэлектролитный гидрогель с уникальной структурой: в него встроены полимерные «шарики», соединенные атомами углерода – словно нити жемчуга. Эти элементы расплетаются при растяжении и возвращаются назад, как только нагрузка снижается. Благодаря этому новшеству гель тянется в любом направлении, увеличивается в 15 раз и возвращается к изначальной форме, восстанавливается после прокола или давления.

Во время экспериментов 30-сантиметровый фрагмент геля вытягивался до пяти метров и сжимался обратно за считаные секунды. Двухсантиметровый диск увеличивался в объеме в 100 раз. Такая эластичность открывает путь к созданию новых роботов. «Наш гидрогель идеально подходит для многофункциональных пневматических захватов», – подчеркнули авторы.

Созданные из геля мягкие захваты показали отличные результаты: они бережно собирали клубнику и продолжали работать, даже будучи проколотыми или раздавленными. Это особенно важно для задач, где жесткие манипуляторы не справляются – например, в сельском хозяйстве (сбор хрупких плодов), сборке микродеталей, медицине (искусственные сухожилия).

Сегодняшние мягкие пластики быстро выходят из строя под нагрузкой. Новый материал способен изменить это: он не просто работает лучше – он адаптируется, выдерживает стресс и возвращается к исходной форме. Это открывает дорогу к созданию «умных» роботов нового поколения, готовых действовать там, где жесткая механика бессильна.