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가역적인 열반응성 하이드로겔은 30°에서 60°C의 온도 범위에서 팽창하고 축소(축소)되며, 비제한 소프트 로봇을 인체 생리 조건 및 주변 조건에서 운영하기 위한 매력적인 물질 클래스입니다. 이전에 열반응성 하이드로겔을 이용한 기어 다니기가 입증되었으나, 일 방향 운동을 위해 대칭을 깨기 위한 패턴화된 젤 또는 기판이 필요했습니다. 여기에서는 분리된 활성 열반응성 폴리(N-이소프로필아크릴아미드)(pNIPAM)와 수동 폴리아크릴아미드(pAAM) 이중층에서의 팽창 및 축소 과정 중 접촉 힘의 자연 발생적 비대칭에 의해 구동되는 일 방향 기어 다니는 젤의 운동 메커니즘을 설명합니다. 구동 연구는 평평하고 패턴이 없는 기판에서 여러 열 사이클을 통해 이러한 젤 기어의 일관된 일 방향 이동을 보여줍니다. 우리는 링크 강성과 이중층 세그먼트 수와 같은 실험적 매개변수를 변경하여 유한 요소 시뮬레이션을 사용하여 메커니즘을 설명합니다. 우리는 설계 기준을 명확히 하고 이미지 분석 및 유한 요소 모델을 사용하여 실험을 검증합니다. 이 메커니즘이 다른 형태 변화 운동 기구에 적용될 가능성이 있다고 생각합니다.
Pantula et al. (Wed,)는 이 질문을 연구했습니다.