Robot mềm, thiết bị y tế và thiết bị đeo được đã thâm nhập vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Các nhà nghiên cứu của KAIST đã phát triển một công tắc chất lỏng sử dụng cơ nhân tạo polyme ion hoạt động ở công suất cực thấp và tạo ra lực lớn hơn trọng lượng của nó 34 lần. Công tắc chất lỏng kiểm soát dòng chất lỏng, làm cho chất lỏng chảy theo một hướng cụ thể để tạo ra các chuyển động khác nhau.

Cơ nhân tạo bắt chước cơ của con người và cung cấp các chuyển động linh hoạt và tự nhiên so với động cơ truyền thống, khiến chúng trở thành một trong những yếu tố cơ bản được sử dụng trong robot mềm, thiết bị y tế và thiết bị đeo được.

Các cơ nhân tạo này tạo ra các chuyển động để đáp ứng với các kích thích bên ngoài như điện, áp suất không khí và sự thay đổi nhiệt độ, và để sử dụng cơ nhân tạo, điều quan trọng là phải kiểm soát các chuyển động này một cách chính xác.

Công tắc dựa trên động cơ hiện có khó sử dụng trong không gian hạn chế do độ cứng và kích thước lớn.

Để giải quyết những vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một thiết bị truyền động mềm điện-ion có thể kiểm soát dòng chất lỏng trong khi tạo ra một lượng lực lớn, ngay cả trong một đường ống hẹp và sử dụng nó như một công tắc chất lỏng mềm.

Cơ nhân tạo polyme ion do nhóm nghiên cứu phát triển bao gồm các điện cực kim loại và polyme ion, nó tạo ra lực và chuyển động để phản ứng với điện.

Khung hữu cơ cộng hóa trị polysulfonated (pS-COF) được tạo ra bằng cách kết hợp các phân tử hữu cơ trên bề mặt điện cực cơ nhân tạo đã được sử dụng để tạo ra một lượng lực ấn tượng so với trọng lượng của nó với công suất cực thấp (~0,01V).

Kết quả là, cơ nhân tạo được sản xuất mỏng như sợi tóc với độ dày 180 µm, tạo ra một lực lớn hơn 34 lần so với trọng lượng nhẹ 10 mg của nó để bắt đầu chuyển động trơn tru.

Thông qua đó, nhóm nghiên cứu có thể điều khiển chính xác hướng dòng chất lỏng với mức năng lượng thấp.

Công tắc chất lỏng mềm điện hóa hoạt động ở công suất cực thấp có thể mở ra nhiều khả năng trong lĩnh vực robot mềm, điện tử mềm và vi lỏng dựa trên kiểm soát chất lỏng. Từ sợi thông minh đến thiết bị y sinh, công nghệ này có tiềm năng được đưa vào sử dụng ngay lập tức trong nhiều môi trường công nghiệp vì nó có thể dễ dàng áp dụng cho các hệ thống điện tử siêu nhỏ trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Kết quả của nghiên cứu này được công bố trên tạp chí học thuật quốc tế Science Advances.