Esses compósitos funcionais são materiais robustos deformáveis que podem ser usados para fazer robôs e eletrônicos macios, elásticos e compatíveis com dispositivos vestíveis semelhantes à pele.
O prêmio CAREER é o prêmio de maior prestígio da fundação para professores em início de carreira, incentivando-os a servir como modelos acadêmicos em pesquisa e educação e a liderar avanços na missão de suas organizações.
Este prêmio segue os outros prêmios notáveis de Bartlett para jovens professores, incluindo o Prêmio Jovem Investigador do Escritório de Pesquisa Naval, o Prêmio DARPA para Jovens Professores e Bolsa de Diretores e o Prêmio 3M para Professores Não Titulares.
Trabalhando com os robôs que conhecemos
A equipe de Bartlett tem um histórico estabelecido de projetos inovadores envolvendo eletrônica suave e robótica, incluindo um drone que se transforma em metal derretido, um circuito de autocorreção e uma luva de adesão inspirada em um polvo. Essas inovações foram produzidas como itens únicos em escala de pesquisa no laboratório, mas têm grande potencial para uso mais amplo.
Impulsionando a inovação no campo da robótica leve, a equipe está usando sua familiaridade com o comportamento de materiais compósitos macios para criar novas abordagens para processos de fabricação em larga escala. Para conseguir isso, os pesquisadores continuarão estudando métodos de produção no laboratório e adaptarão esses métodos para serem escaláveis.
“O que é empolgante na fabricação desses materiais é que você pode alterar completamente suas propriedades por meio do processamento”, diz Bartlett. “No entanto, como fazer isso com precisão não é bem conhecido. Nosso objetivo é entender melhor como o processamento controla a estrutura composta, para que possamos aprimorar e ajustar melhor as propriedades”.
Futuro da fabricação de eletrônicos macios e robôs
Tanto o drone morphing quanto os projetos de circuito usaram uma camada composta de metal líquido e exigiram um processo de deformação e reforma dos materiais para criar sua funcionalidade.
Para determinar como esses compósitos podem se encaixar em um método de fabricação, a equipe testará novos métodos compatíveis com a produção em larga escala, observando como as gotículas de metal líquido evoluem durante o processamento. Depois que essas investigações produzirem seus resultados, um novo modelo para escalar a fabricação será desenvolvido.
“Os metais líquidos são únicos em muitos aspectos, principalmente porque têm a funcionalidade de metais com propriedades mecânicas macias, como borrachas e líquidos”, diz Bartlett. “Esta é uma combinação empolgante de propriedades e aprender como fabricar esses sistemas pode abrir novas oportunidades em tecnologias de materiais macios”.
Depois que a equipe criar um processo escalável para controlar com precisão as propriedades mecânicas, elétricas e térmicas encontradas em materiais macios durante o processamento, as indústrias poderão implementar esses métodos e aumentar a disponibilidade dessas novas tecnologias.
À medida que novas robóticas suaves continuam a ser desenvolvidas e comercializadas, os fabricantes poderão entregar a tecnologia em rápida evolução nas mãos de um grupo maior de usuários.
À medida que os pesquisadores analisam de perto as funções e propriedades de seus materiais, eles também criarão compósitos funcionais macios com propriedades únicas, projetados por suas descobertas para controlar a forma e a conexão de gotículas de metal durante o processamento.
Nova tecnologia nas mãos dos próximos engenheiros
Fora do laboratório, a equipe envolverá jovens aspirantes a pesquisadores por meio de um programa de extensão mais amplo e acampamento diurno, que terá como alvo principalmente os alunos de primeira geração no sudoeste da Virgínia, tanto no ensino fundamental quanto na faculdade.
O objetivo dessa oferta é envolver, estimular e desenvolver o interesse e as habilidades dos alunos em manufatura, eletrônica flexível e robótica, destacando as opções de carreira STEM.
“Estamos ansiosos por este projeto não apenas para promover o conhecimento e as capacidades técnicas na fabricação de materiais macios, mas também porque temos a chance de encorajar e inspirar novos engenheiros e cientistas a trabalhar nesta área empolgante”, diz Bartlett.
“Esses materiais são relacionáveis, pois são macios como a pele, mas podem agir como materiais eletrônicos, reunindo ideias que os alunos STEM veem em sua vida diária.”
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