變形磁性軟機(jī)在微創(chuàng)醫(yī)學(xué)，可穿戴設(shè)備和軟機(jī)器人中具有多種應(yīng)用。然而，大多數(shù)磁性編程方法固有地與制造過程耦合，因此它們阻止了機(jī)器的可重新編程性。在《科學(xué)進(jìn)展》的新報(bào)告中，Yunus Alapan和德國，土耳其，瑞士和美國的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)描述了一種高通量的磁性編程策略。為此，他們將含有嵌入鐵磁性顆粒的軟磁性材料加熱到嵌入顆粒的居里溫度以上，并通過在冷卻過程中施加外部磁場(chǎng)來重新定向其磁疇。該團(tuán)隊(duì)展示了具有高空間分辨率的離散，三維(3-D)和可重編程磁化強(qiáng)度。然后，使用可重新編程的功能，他們配置了三個(gè)對(duì)象的機(jī)械行為-膨脹的超材料結(jié)構(gòu)，表面行走機(jī)器人的可調(diào)運(yùn)動(dòng)和對(duì)柔性抓手的自適應(yīng)抓取。

變形材料和開發(fā)磁性軟機(jī)

包括光，溫度，濕度，pH值以及聲場(chǎng)或電磁場(chǎng)在內(nèi)的外部刺激可以控制形狀變形的材料，從而形成微型微型機(jī)器人，從而在跨學(xué)科研究中具有重要的未來應(yīng)用領(lǐng)域。軟磁性材料包含可編程的形狀變形，可實(shí)現(xiàn)快速，可逆和復(fù)雜的變形。施加的磁場(chǎng)可在軟磁性材料上產(chǎn)生扭矩，以使所有疇的磁化方向與磁場(chǎng)方向?qū)R。結(jié)果，研究人員可以在軟磁機(jī)中創(chuàng)建磁化的空間分布，以在磁場(chǎng)下產(chǎn)生可編程的形狀變形。在這項(xiàng)工作中，Alapan等人。引入了一種多功能策略，該策略使用嵌入二甲基硅氧烷(PDMS)彈性體中的二氧化鉻(CrO 2)納米粒子在電磁軟機(jī)中編碼可編程形狀變形指令。

二氧化鉻是居里溫度為118的鐵磁材料攝氏度，可以在大多數(shù)彈性體的功能溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱輔助磁重編程。該團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備了CrO 2 / PDMS磁性彈性體復(fù)合材料片材，以得到最終的磁彈性膜，并使用具有可調(diào)功率的準(zhǔn)直近紅外(NIR)激光器加熱了材料表面。在直徑為1.3毫米的加熱點(diǎn)下，最短的加熱-冷卻周期為5.7秒。該團(tuán)隊(duì)可以通過在沒有磁場(chǎng)的情況下加熱到CrO 2顆粒的居里溫度以上，從而逆轉(zhuǎn)過程并使材料局部或完全消磁，從而實(shí)現(xiàn)非侵入式磁編程和重編程效果。