發布日期：2022-05-18 點擊率：29
熱重分析在機器人技術中的作用
什么是熱重分析？
熱重分析是對樣品進行熱分析的過程，在溫度調整時測量質量。分析技術用于確定許多因素，包括吸收、吸附、解吸、相變和其他物理現象。
它還可以用來測量化學現象，如化學吸附，固體氣體反應，如氧化和還原，以及熱分解。
總的來說，該方法可以通過監測樣品在加熱過程中的質量來確定其熱穩定性。這項技術在許多科學領域已經司空見慣，發現它在食品、制藥、環境和石化工業中使用的材料的特性鑒定中的應用。
它在機器人技術的發展中也變得越來越重要。下面我們將討論熱重分析在機器人學中的應用。
熱重分析如何應用于機器人學？
通過熱穩定性測試開發記憶電阻器和聚合物
熱重分析在機器人學中起著許多作用。首先，用該方法測量了樣品材料的熱穩定性。這對于開發新材料作為下一代機器人的記憶電阻器至關重要。
柔性電子技術的發展對于推動軟機器人領域的發展至關重要，軟機器人技術由于在輔助手術、充當機器人肌肉、構建下一代假肢、創造攀爬機器人、食用機器人和可穿戴設備等方面的各種作用，變得越來越重要。
具有良好熱穩定性的記憶電阻器是促進這些進步的關鍵，然而傳統的記憶電阻器缺乏這一特性。因此，科學家們正致力于通過堆積二維材料來制造這些新的記憶電阻器。同樣重要的是，這種記憶可以構建在聚酰亞胺基片上，構成允許靈活的、高度熱穩定的記憶。
熱重分析已成為測量材料熱穩定性的關鍵技術。通過測量材料在受控和穩定加熱下的質量變化，科學家可以確定一種材料的熱穩定性，在這種情況下，沒有變化就相當于高的熱穩定性。另一方面，材料的快速降解表現出較低的熱穩定性。
電活性聚合物在下一代軟機器人技術的發展中也起著至關重要的作用。熱重分析也被用來評估新的電活性聚合物的熱穩定性。現在已經開發出一種新型聚合物，它在空氣中不受300°C溫度的影響，在惰性氣體中不受500°C溫度的影響。熱重分析可以用來確定新開發的聚合物是否符合這些標準。
降低機器人車輛的能耗
熱重分析正在協助機器人學的另一個重要領域是機器人車輛的能源消耗領域。隨著當前全球對減少碳排放和應對氣候變化的關注，所有行業都在尋求使用替代技術，幫助它們擺脫對化石燃料的依賴。農業是全球最大的碳排放國之一，2017年全球9%的碳排放源于這一經濟部門。
為了解決大量的排放問題，農場正在改變他們用于農業生產的交通工具。傳統上，農用車由于使用不可再生能源，向大氣中排放了大量的二氧化碳。為了解決這一問題，農業車輛開始被機器人車輛所取代，機器人車輛由于其自動化、優化的運動，可以減少燃料排放。
熱重分析被用來測量這些車輛的燃燒反應，以監測它們的燃料效率。為此，在正常條件下將樣品裝入熱重分析儀。然后將樣品加熱至超過樣品點火溫度的溫度。
然后，科學家們利用收集到的數據繪制出一條曲線，其中y軸代表初始質量的百分比，剩余部分表示曲線的最后一點。這一過程使科學家對這些車輛的燃燒效率有了更深入的了解，以幫助盡可能減少碳排放。
協助開發生物醫學微型機器人
最后，熱重分析也被用來幫助開發用于生物醫學應用的微型機器人。該方法被用于評估活化條件以及金屬有機框架的孔隙率，這對制造微型機器人至關重要。
機器人技術在工業聚合物表征中的作用是什么？
工程師們已經提出了微型和納米機器人學中的概念，以證明通過制造嵌入式金屬有機框架可以實現藥物的輸送。因此基于金屬有機框架的微型機器被稱為MOFBOTs。研究表明，在人工細菌鞭毛的驅動下，這些多功能機器人在弱旋轉磁場的作用下可以沿著復雜的軌跡運動。
為了幫助開發這些金屬有機框架，工程師們正在使用熱重分析儀作為一種快速準確的方法來區分多孔材料，并確定金屬有機框架的最佳活化條件。
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