TPE超軟彈性體和硅膠,水凝膠性能對比
目前硅膠是常規(guī)產(chǎn)品,由于TPE在加工性能方面、回收性和成本價格方面,滿足了硅膠材料不能滿足的地方,或許成為硅膠的首選替代材料。未來,水凝膠還可能用來制作人造皮膚、可穿戴電子設(shè)備以及植入大腦的裝置。目前,它只是可用于仿真機器人皮膚材料的潛在的在研產(chǎn)品。柔性電極材料正式投入使用還需時日,但其使用前景十分廣闊。未來,水凝膠還可能用來制作人造皮膚、可穿戴電子設(shè)備以及植入大腦的裝置。目前,它只是可用于仿真機器人皮膚材料的潛在的在研產(chǎn)品。柔性電極材料正式投入使用還需時日,但其使用前景十分廣闊。
TPE及水凝膠前景廣闊
現(xiàn)階段,可用于機器人仿真皮膚的材料并不多,主要是硅膠、TPE材料、水凝膠、柔性電極材料等,其中硅膠已經(jīng)被應(yīng)用,TPE材料還未被生產(chǎn)商使用,水凝膠、柔性電極材料屬于潛在的在研產(chǎn)品。
硅膠
硅膠是熱固性的一種彈性體。目前,機器人皮膚覆層材料以硅橡膠為主,也叫做人體硅膠、加成型硅膠、雙組分加成型硅膠。由兩部分組成:A組分是硅膠,B組分是固化劑;兩組分按一定的份額混合配比。產(chǎn)品為無色或皮膚色油狀液體,硫化后變成柔軟的彈性材料。
硅膠是作為人體仿真材料最常見的材料,硅膠材料不僅手感優(yōu)異,而且各項耐溫效果也很明顯,但是硅膠材料由于其加工的工藝相當(dāng)復(fù)雜,所以成本相對來說比較昂貴。因此,單個仿真硅膠機器人的造價較高,市場需求量相比其他服務(wù)型機器人較少。
TPE材料
根據(jù)公布的《2018-2023年TPE行業(yè)市場深度調(diào)研及投資前景預(yù)測分析報告》顯示,TPE是一種熱塑性彈性體,具有環(huán)保無毒,易著色,手感爽滑柔軟,硬度范圍0A-120A,加工成型簡單,不需要硫化加工,可以循環(huán)再生利用,降低成本。目前,TPE作為第三代橡膠在世界各地取得了極為迅猛的發(fā)展。TPE材料是介于橡膠與塑料之間的人造合成材料,它具有橡膠的各項特性,也具有塑料的各項加工性能,但是市場上的服務(wù)仿真機器人的皮膚還沒有使用TPE材料。
水性高分子凝膠
由麻省理工學(xué)院(MIT)的華裔科學(xué)家趙選賀帶頭發(fā)明。由于兼有柔軟性和彈性,水凝膠有著廣泛地應(yīng)用范圍,其中之一是作為傷口敷料,被放置在皮膚的創(chuàng)傷處,潮濕的水凝膠能夠起到防止傷口干燥、感染,緩解疼痛的作用,另外,水凝膠本身不會黏附在皮膚表面,移除時也不會對皮膚造成二次傷害。
水性高分子凝膠中95%的成分都是水,柔軟光滑,所以能和人體高度相容。此外,由于它的表面覆蓋著一層薄薄的彈性體,因此可以像人體皮膚一樣,牢牢鎖住凝膠里的水分,讓它長久保持水潤親膚。不僅如此,它還是一種優(yōu)良導(dǎo)體,能植入一系列電子設(shè)備。
柔性電極材料
美國斯坦福大學(xué)的化學(xué)工程師鮑哲南教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊多年以來一直致力于進行“有觸覺”的“人造皮膚”的開發(fā)。此“人造皮膚”其實是一種獨特的電子元件,它利用敏感的電子材料制成,可以被拉伸,能夠感受到微小的壓力帶來的電流變化。這種人造皮膚的材料是一種高分子材料,鮑哲南將其稱為“柔性電極材料”。它不僅具備高柔韌度的拉伸性,還和人類皮膚一樣能自我修復(fù),同時可以進行生物降解。
這種如皮膚般柔軟的塑料電子材料不僅看上去像人類皮膚,而且與皮膚一樣能夠高度感知類似小飛蟲的壓力。這種材料具有廣泛的應(yīng)用價值,如果運用到醫(yī)學(xué)上,就可以制成檢測器,為癌癥病人準(zhǔn)確區(qū)分硬的癌細胞和軟的健康細胞,從而快速、準(zhǔn)確地切除癌細胞;如果用在汽車方向盤上,當(dāng)駕駛?cè)艘蚶ХΑ⒆呱竦仍蛩砷_方向盤時,感應(yīng)器就會及時提醒,避免發(fā)生交通事故。如果運用到機器人身上,機器人就可以輕輕拿起一只雞蛋且不捏碎,那么將會使機器人的各方面的性能大大提高。
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