Opis projektu
Innowacyjne materiały zapewniają mięśniom ruch zbliżony do naturalnego
Dzięki postępowi technologicznemu w dziedzinie robotyki i medycyny rozwój „sztucznych mięśni” staje się coraz bardziej realną alternatywą. Choć urządzenia wyposażone w siłowniki, które przekształcają energię w ruch, są istotnym elementem naszego codziennego życia, nie zapewniają miękkiego, płynnego i bezgłośnego ruchu naśladującego zręczne ruchy człowieka. Dlatego badacze z finansowanego ze środków UE projektu E-MOTION opracują innowacyjne, miękkie makromateriały oparte na przełączalnych cząsteczkach wykazujących zjawisko spin-crossover o niezwykłej wydajności wykonawczej. Dzięki pionierskiemu połączeniu metod z zakresu inżynierii materiałowej badacze opracują materiały przełączalne z elektrycznym systemem siłowników, posiadające zdolność autodetekcji i pozyskiwania energii. Kładąc nacisk na zależności pomiędzy szczegółami konstrukcyjnymi a właściwościami mechanicznymi, badacze z projektu E-MOTION wykorzystają materiały jako podstawę do opracowania oryginalnych siłowników w oplocie oraz urządzeń z siłownikiem mikrofluidycznym wytwarzanych w technologii druku 3D.
Cel
Actuator devices converting energy into motion are a fundamental part of everyday life. However, there is currently an unmet need in actuation technologies to provide soft, smooth, noiseless movement that can mimic human motion and dexterity. The development of such “artificial muscles” is burgeoning in both interest and importance as it would enable significant advances in areas as important as robotics, medicine and aeronautics. To enable a step-change in this field, E·MOTION proposes to develop unprecedented macroscopic-scale soft materials based on switchable spin crossover molecules with remarkable actuating performances. Using an innovative combination of material engineering methods these materials will be endowed with electrical actuation, self-sensing and energy harvesting properties, which will be a major breakthrough. More fundamentally, E·MOTION aims at understanding in-depth structure vs. mechanical property relationships in these switchable materials, which is essential for processing and optimizing their function. A multiscale experimental and theoretical approach will be used to assess how the molecular deformation and change in molecular connectivity under external stimuli affect macroscopic mechanical properties as well as the cycle life. Finally, E·MOTION will take a major shift on the side of actuator design by the development of original fibre-braided actuators as well as 3D-printed, microfluidic actuator devices made of these materials. These advanced actuator designs will then be thoroughly analysed for their ability to mimic complex muscular schemes. This ambitious, multidisciplinary project that brings together various aspects of molecular and polymer chemistry, condensed matter physics, mechanical engineering and advanced manufacturing, will enable a new departure in my career and a significant leap forward in the state-of-the-art that shall expedite the societal exploitation of these novel, molecule-based actuator technologies.
Dziedzina nauki
- natural sciencesphysical sciencescondensed matter physics
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaeronautical engineering
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringrobotics
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
75794 Paris
Francja