软材料

Abstract(#br)The objective of this work is to validate an experimental method and nondimensional model for characterizing the normal adhesive response between a polyvinyl chloride based synthetic biological tissue substrate and a flat, cylindrical probe with a smooth polydimethylsiloxane (PDMS) surface. The adhesion response is a critical mobility design parameter of a Robotic Capsule Endoscope (RCE) using PDMS treads to provide mobility to travel through the gastrointestinal tract for diagnostic purposes.

Soft resistive tactile sensors are versatile devices with applications in next-generation flexible electronics. We developed a novel type of soft resistive tactile sensor called a soft magnetic powdery sensor (soft-MPS) and evaluated its response characteristics. The soft-MPS comprises ferromagnetic powder that is immobilized in a liquid resin such as polydimethylsiloxane (PDMS) after orienting in a magnetic field. On applying an external force to the sensor, the relative distance between particles changes, thereby affecting its resistance.

随着人工智能、机器人和医疗服务的快速发展，具有可变模量和柔性可加工性的软聚合物已成为一种重要的战略材料。其中，聚二甲基硅氧烷( PDMS )基材料因其化学柔性和生物相容性，被认为是一种很有前途的材料。PDMS基材料的实际应用中总是涉及两种改性方法，即本体改性和表面功能化。前者主要是为了改善PDMS较差的机械强度，后者主要是为了满足智能结构领域的一些功能要求，如表面润湿性、防冻、自清洁和强附着力等。因此，设计和制造工艺在PDMS基材料的改性中成为一个重要和吸引人的热点。本文综述了近年来PDMS基材料的本体改性策略以及实现各种表面功能的功能化方法的研究进展。进一步提取材料性能与结构因素之间的关系，包括化学组成和微纳米结构，指导PDMS基材料的改性。并对开发表面功能化PDMS基材料面临的挑战和前景进行了介绍和总结。希望本综述有助于更好地理解PDMS基材料的改性技术，甚至为智能软材料的设计和制备激发一些新的思路。

仪器压痕是一种强有力的原位力学表征方法，近年来得到了深入研究。本工作提出了一种基于压电双晶片悬臂梁的软材料仪器化压痕方法，其中压痕力( F )由应变片测量，压痕深度( h )由压电电机驱动位移平台监测。利用F-h曲线获得软试样的准静态力学性能，利用机电阻抗( EMI )测量压电悬臂梁的接触谐振曲线提取其动态力学性能。首先介绍了该压痕法准静态和动态力学性能测量的工作原理。然后，对硅胶试样进行了准静态和动态压痕试验，试验结果与拉伸试验结果吻合较好。后来又测试了一种强烈依赖于压痕力的聚二甲基硅氧烷( PDMS )样品的粘弹性能。最后，以局部接触刚度( LCS )为指示剂，对含有较硬弹性体球的硅胶样品进行模量成像，可以清晰地揭示弹性体。提出的基于压电悬臂梁的仪器化压痕方法对软材料的力学表征非常方便，在不久的将来可能会得到广泛的应用。

随着人工智能、机器人和医疗服务的快速发展，具有可变模量和柔性可加工性的软聚合物已成为一种重要的战略材料。其中，聚二甲基硅氧烷( PDMS )基材料因其化学柔性和生物相容性被认为是一种很有前途的材料。PDMS基材料的实际应用总是涉及两种改性方法，即本体改性和表面功能化。前者主要针对PDMS较差的机械强度进行改善，后者则是为了满足智能结构领域的一些功能需求，如表面润湿性、防冻性、自清洁性和强附着力等。因此，PDMS基材料改性中的设计和制备工艺成为重要而有吸引力的研究热点。本文综述了近年来PDMS基材料的本体改性策略以及实现各种表面功能的功能化方法的研究进展。进一步提取材料性能与化学组成、微/纳米结构等结构因素之间的相关性，指导PDMS基材料的改性。并对开发表面功能化PDMS基材料面临的挑战和前景进行了介绍和总结。希望本综述有助于更好地理解PDMS基材料的改性技术，甚至为智能软材料的设计和制备激发一些新的思路。