有時科學進步的步伐像蝸牛一樣緩慢，但在這種情況下，這是一件好事：研究人員創造了一種柔軟的材料，它將聚合物與液態金屬結合在一起，並在一個類似蝸牛的機器人中進行了演示。開發者表示，這種導電凝膠可用於製造自修覆電子電路和用於測量心臟和肌肉活動的生物監測器——甚至可能促成人造機器人神經系統。
這種複合物質像活體組織一樣具有彈性和柔軟性。如果它破裂或撕裂，只需將邊緣接觸在一起，即可快速重新形成材料的分子鍵，無需任何額外的加熱或化學處理。至關重要的是，其開發者表示，它是首個導電性良好的此類材料。
這些能力可能催生無線醫療監測器以及完全柔軟的機器人。“對於我的研究來說，真正重要的是，‘如何將多種功能整合到單一材料中？’”莉蓮·欽說道，她在麻省理工學院進行自己的研究，開發軟體機器人元件。她說，現有的軟體機器人通常至少需要一些剛性金屬和矽元件。但是柔軟、靈活的活體組織可以執行多項任務；欽指出，肌肉既能移動身體，又能向大腦提供關於運動的電反饋。
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為了構建一種多功能人造物質，研究人員首先將長聚合物鏈纏結在一起，浸泡在溶劑中以保持其柔軟性，然後小心地混入微小的鎵銦液態金屬滴以及微小的銀片。這產生了一種低密度凝膠，其中點綴著導電金屬，電流可以透過這些金屬流動，例如，為電機供電。
在最近發表於《自然·電子學》上的一項研究中，該團隊將這種新材料用於監測肌肉電活動的監測器，以及將電源連線到兩個基本機器中的電機：一個類似蝸牛的軟體機器人和一個玩具車。該材料的自修復能力幫助這些簡單的電路經受住了磨損和撕裂——並且易於重新配置。例如，該團隊切斷了汽車的載電凝膠“導線”，並移動了它們的連線，以便同時為運動和一個小型內建燈供電。
卡內基梅隆大學機械工程師卡梅爾·馬吉迪是該研究的資深作者，他說，蝸牛的例子表明，如何將這種材料用作軟體機器人的一種人造神經組織。但真正多功能的機器人將需要更復雜地使用這種新材料。
“在實踐中，我們希望擁有數字列印能力，這樣我們就可以製造更復雜的電路，這些電路可以與微電子晶片以及其他型別的元件介面，而這些元件實際上可以用於更精密的機器人技術和電子應用，”馬吉迪說。“當你把機器和機器人從堅硬的外殼中解放出來，並用柔軟而有彈性的材料製造它們時，就會出現如此多的可能性。”