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World File Search System致动器
光敏执行器
对于微尺度 4D 光响应致动器，光在两个方面至关重要。首先，底层的增材制造技术依赖于由光吸收触发的光聚合过程。其次，光的吸收可作为驱动刺激。这两种吸收可能会发生冲突。虽然微结构需要在驱动波长下具有强吸收，但这种吸收不应干扰制造过程的吸收。本文提出了一种简单的策略来克服这些限制，并允许制造可以在不同波长的光下驱动的多光响应 3D 微结构。选择双光子 3D 激光打印作为制造技术，液晶 (LC) 弹性体作为功能材料。第一步，使用对齐的 LC 墨水配方制造 3D 微结构。然后，通过交换过程将多达五种不同的染料成功地并入 LC 微结构中，这些染料的吸收范围覆盖整个可见光区 (400-700 nm)，从而可以通过使用合适的波长进行照射来实现可编程驱动。此外，通过结合表现出正交吸收的染料，可以展示波长选择性驱动。
电致伸缩聚合物纳米复合材料
所有介电材料都具有电活性，即能够在施加的电场作用下改变其尺寸或形状。(Dang et al, 2012) 电活性聚合物 (EAP) 及其聚合物纳米复合材料由于其低模量、高应变能力、易于低成本加工和可定制的机电耦合特性，特别适用于从致动器、传感器到发电机等应用。通常，EAP 诱导的应变能力比刚性和易碎的电活性陶瓷高两个数量级。与形状记忆合金和聚合物相比，它们显示出更快的响应速度。(Yuan et al, 2019) 由于这些特性，EAP 可以与生物肌肉相媲美，并长期被称为“人造肌肉”。(Bar-Cohen, 2002) 社区甚至发布了一项挑战，要求开发一种由人造肌肉驱动的机械臂，以赢得与人类对手的腕力比赛。除了致动器之外，EAP 还显示出其在传感应用中的潜力，例如触觉传感、血压和脉搏率监测以及化学传感。（Wang 等人，2016 年）此外，EAP 甚至可以作为发电机中的关键活性材料。随着便携式电子设备（例如无线传感器和发射器）和无线微系统的功能不断增加，其能量需求也急剧增加。而电池的使用由于环境问题和有限的使用寿命而很麻烦，因此需要定期更换。解决这一挑战的明显解决方案是开发完全依赖从人体或周围环境中获取的能量的自供电系统。EAP 已被证明能够获取振动机械能（Lallart 等人，2012 年）和海浪能（Jean 等人，2012 年）。EAP 可以根据其所属的晶体类别（即中心对称或非中心对称）分为不同的亚组。当具有对称中心的介电材料受到电场刺激时，对称性将抵消阳离子和阴离子的运动，不会导致晶体的净变形。然而，化学键不是谐波的，键的非谐性会引起二阶效应，导致晶格的净变形很小。（Vijaya，2013）发现变形与电场的平方成正比，与电场的方向无关。这种效应称为电致伸缩。由于这种非谐波效应存在于所有介电体中，因此所有介电体都是电致伸缩材料。
可重新配置的磁性折纸执行器，带有指导组装的板载感应
广泛地用于实现受到生活系统行为及其对各种物理和化学刺激的反应能力的启发，包括电荷和偶极子，压力，温度，湿度和磁场。[5-17]这些机械主动的结构通常设计为在预定义的参数范围内工作，在其外部可能无法根据需要做出响应。赋予合成折纸系统具有检测环境条件及其自己的状态模仿性质，实现反馈控制并增强其适应环境变化的能力的能力。需要机械的软传感器，以适应动作过程中的运动和变形才能有效与折纸进行整合。软执行器的标准方法已集中在基于商业电子和气动系统[18]的刚性设计上，或者是带有刺激响应材料的小规模平台。[19]前者太笨重了，无法复制生物系统中发现的无缝且温和的折叠模式，而后者缺乏传感器，因此反馈控制以积极指导其运动。实现柔软，功能性和薄折纸致动器需要在这两种方法之间进行合成，这可以通过使用电子皮（E-Skins），复合膜或水凝胶来介导。最近的工作通过证明本质上柔韧的应变[20,21]曲率，[22,23]和光学[24]传感器整合到软致动器中，从而实现了该协同作用的一些步骤。然而，这些示例集中在由没有多个折叠的单层材料制成的执行器上，因此不需要折纸时的组装过程中的运动跟踪。可以通过将磁敏感的e胶粘在软磁性执行器上，检测到各种襟翼或褶皱的位置和方向，从而检测出外部或固有或固有的（由执行器）磁场产生。专门用于磁性软执行器或磁性软机器人[1,25-29]，该机器人是由带有嵌入式磁性颗粒的聚合物复合材料构建的，磁化状态的变化会极大地影响致动。[24,25,30–35]当磁性特性的这种变化是有目的的和骗局的时，它们对于允许以新的方式做出相同的结构非常有益。杂志执行器对施加磁场的响应是复合材料的磁化状态的特征，这对用于磁化的过程既敏感又敏感。
电压可调弹性体复合材料利用形状不稳定性实现快速结构颜色变化
结构性着色材料可以根据外部刺激改变颜色，这使得它们可能用作比色传感器、动态显示器和伪装。然而，它们的应用受到角度依赖性、响应缓慢以及缺乏时间和空间同步控制的限制。此外，光子薄膜中很容易发生形状不稳定引起的平面外变形，导致光子晶体材料的颜色不均匀。为了应对这些挑战，我们将结构性着色光子玻璃和介电弹性体致动器结合在一起。我们使用外部电压信号快速（远小于 0.1 秒）调整颜色变化。光子玻璃产生的颜色对角度的依赖性较低，因此即使由于电压触发的不稳定性（弯曲或起皱）而弯曲，它们的颜色也是均匀的。作为概念验证，我们展示了一种像素化显示器，其中的各个部分可以独立快速地打开和关闭。这种广角、耐不稳定、变色的平台可用于下一代柔性曲面彩色显示器、具有形状和颜色变化的伪装以及多功能传感器。
Documents Aabid，A.，Baig，M.，Hrairi，...
摘要在最近的研究中，压电执行器被认为是修复薄壁结构中裂缝的实用材料，例如由于其机电效应而与压电贴剂粘附的板，它们具有粘合性。在这项研究中，我们通过ANSYS商业代码使用了有限元方法来确定在平面应力模型下与压电执行器键合的破裂板的裂纹尖端的应力强度因子（SIF）。通过运行各种模拟，我们能够检查影响该组件的不同方面的影响，例如板，执行器和粘合键的大小和特征。为了优化性能，我们利用机器学习算法来检查这些特征如何影响维修过程。这项研究代表了首次使用机器学习来检查损坏的结构中的键合PZT致动器，我们发现它对当前问题产生了重大影响。因此，我们能够确定这些参数中的哪一个最有帮助，并应调整哪些参数以提高执行器的质量并降低大量时间和成本。©2023，Gruppo Italiano Frattura。保留所有权利。
溶剂驱动的仿生软传感器和执行器
通过合规运动，他们的环境，例如pH，[6,7]温度，[8-10]湿度，[11-15]和光[16-18]。他们发挥了巨大的潜力来满足人造肌肉，能量发电机，阀门，握手，游泳者和步行者领域的感测和致动要求。最近，据报道了溶剂蒸气驱动的软驱动器[19-21]，并被视为人类 - 环境相互作用的有前途的设备。当前，分子吸收驱动的软致动器通常仅限于水，乙醇和丙酮蒸气，从而阻止其在晚期可穿戴应用中使用。最近对工程智能材料[22-25]及其作为软执行器的应用[26]表现出复杂的三维形状变形，已广泛审查以进行更全面的分析。简而言之，可以通过将非均匀的外部刺激应用于各向同性结构或通过各向异性执行器的概念来诱导3维（3D）变形，而后者是诱导可编程和可控制变形的有利选择。迄今为止，已经报道了一大批杂种结构，例如双层，梯度和图案结构。[27]在本文中，我们通过开发能够以受控方式精确曲线和扭曲的溶剂响应式仿生软执行器来利用这种方法。它们基于Su-8光敏环氧树脂的刚性微纹理，该树脂在聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜的一个或两个侧面图案化，以模拟生物生物。[30–35]将所得的微型结构软致动器与双层执行器进行比较，该动力器由在挥发性有机化合物（VOC）下膨胀的活性层组成，并沉积在被动层的顶部。PDM属于硅胶类，是高性能溶剂响应式软动力执行器的出色候选材料，因为它固有的机械灵活性和耐用性，可反复变形。PDMS除了在暴露于VOC时肿胀的能力外，还表现出较高的热和湿度稳定性。实际上，PDM经常用于分析化学领域[28]，例如作为水性培养基中采样分析物分子的有效矩阵材料。[29]尽管对于应用数量不需要PDM的肿胀，但它作为分子驱动的软设备的驱动材料提供了极好的选择性。据报道，基于PDM的聚合物构造的各种自我折叠微观结构已据报道，驱动机制，包括双层和表面张力驱动结构之间的热，磁性，应力不匹配。
材料进展 - RSC 出版
光致变色分子在光刺激下会改变其物理化学性质，包括吸收光谱、折射率、介电常数和氧化还原电位，具有从光学数据存储到生物成像等多种潜在应用。1–13 光致变色分子的用途可以简单地分为两种类型：作为单分子水平的开关或作为聚集体中的活性元素。具体而言，后者对于开发下一代先进材料非常有趣。例如，聚集体的典型形式之一是晶体。与晶体中的光化学反应相关的单个分子的分子结构变化会导致晶体形状的宏观变化。14–16 这种晶体可用于不需要任何电子线和物理接触的光致动器。聚集体的另一种代表性应用形式是纳米粒子。由光致变色分子和荧光团组成的纳米粒子基于从荧光团到光致变色分子的福斯特共振能量转移，表现出有效的光可逆荧光开/关切换行为。 17,18 这些纳米粒子可用于超分辨率荧光显微镜。此外，最近有报道称，强纳秒脉冲激光激发由
比较现代和古代亚麻纤维中细胞壁多糖的扭结结构和特异性
亚麻（Linum Usitatissimum L.）是一种工业重要性，其纤维目前用于高价值纺织品应用，复合增援部队以及自然致动器。人类对这种纤维丰富的植物的兴趣可以追溯到几千年，包括古埃及，那里的亚麻在各种quotidian物品中广泛使用。尽管亚麻纤维的最新技术发展继续通过科学研究多样化，但《亚麻的历史使用》也为今天提供了丰富的课程。通过仔细检查古埃及和现代亚麻纤维，本研究旨在进行从纱线到纤维细胞壁尺度的多尺度表征，将结构和多糖含量的差异与亚麻的机械性能和耐用性联系起来。在这里，通过扫描电子显微镜和纳米力学研究来丰富多尺度的生化研究。关键发现是纤维素特征，结晶度指数和古代纤维和现代纤维之间的局部机械性能的相似性。从生物化学上讲，单糖肛门，深紫外和NMR的研究表明，古代纤维表现出较少的果胶，但类似的半纤维素含量，尤其是通过尿酸和半乳糖，表明这些非晶体成分的敏感性。
用于声发射和主动消声的单层丝棉编织织物
无论是有意产生声波还是试图减轻不必要的噪音，声音控制都是一个充满挑战和机遇的领域。这项研究探讨了传统织物作为声音发射器和抑制器的作用。当将丝绸织物连接到压电纤维致动器的单股上时，它会发出高达 70 dB 的声音。尽管织物结构复杂，但振动计测量结果显示其行为让人联想到经典的薄板。通过比较织物分析发现，相对于粘性边界层厚度的织物孔径会影响声发射效率。使用两种不同的机制证明了声音抑制。在第一种中，直接声干扰可将声音降低高达 37 dB。第二种依靠压电纤维平息织物振动，将振动波的幅度降低 95%，并将传输的声音衰减高达 75%。有趣的是，这种振动介导的抑制原则上可以无限减少声音。它还可以动态控制织物的声反射率，最高可提高 68%。130 μ m 丝织物的声音发射和抑制效率为服装、交通运输和建筑等各种应用中的声音控制提供了机会。
基于 Bricard 机制的吞噬夹持器用于清除空间碎片
摘要 轨道碎片由太空中废弃的人造物体组成，对关键的空间基础设施造成严重的运行风险。轨道碎片的存在会导致航天器运行成本增加，因为需要采取额外的努力，例如提高卫星轨道或增加屏蔽或其他方法，以保护重要的太空资产免受即将发生的碎片碰撞。其中一些碎片是由于宇航员在空间站进行维护操作时掉落工具而产生的。根据物体在掉落前所受的力/速度条件，它们可能会被转移到不同的轨道或进入地球大气层。这些物品的丢失可能会造成不利影响，因为它不仅会产生不必要的碎片，还会将关键的维护操作延迟到下一次补给任务的到来。本文旨在探索使用吞噬机制作为空间站机械臂末端执行器的可行性，以便在未来的空间站工作中回收此类丢失物品。重点介绍吞噬末端执行器机制的设计，使用 Bricard 机制作为基础单元。夹持器设计为使用单个旋转致动器来驱动，以完全吞噬碎片。本文还介绍了吞噬夹持器的实现方面，并将其用于地面碎片捕获实验/演示。