Le développement de matériaux d'actionnement a été identifié comme n°1 parmi les 10 grands défis de Robotique scientifique . La recherche sur les matériaux d'actionnement peut changer radicalement le concept de robots qui sont désormais principalement motorisés. Par conséquent, matériaux qui peuvent être actionnés par des stimuli sans fil, y compris un changement de température, humidité, les champs magnétiques et la lumière est l'un des principaux axes de recherche de ces dernières années. En particulier, un matériau qui peut être actionné par la lumière visible et produit une forte, un actionnement rapide et stable n'a jamais été atteint. Le nouveau système de matériau d'actionnement, hydroxyde-oxyhydroxyde de nickel, qui peut être actionné par la lumière visible à une intensité relativement faible pour produire un stress élevé et une vitesse comparable aux muscles squelettiques des mammifères a été développé dans cette recherche initiée par des ingénieurs de HKU.

En plus de ses propriétés d'activation de la lumière visible, ce nouveau système matériel peut également être actionné par l'électricité pour l'intégration dans la technologie robotique existante. Il est également sensible aux changements de chaleur et d'humidité de sorte qu'ils pourraient potentiellement être appliqués dans des machines autonomes qui exploitent ces minuscules changements d'énergie dans l'environnement. Parce que le composant principal est le nickel, le coût du matériel est faible.

La fabrication n'implique que l'électrodéposition, qui est un processus simple, et le temps nécessaire à la fabrication est d'environ trois heures. Par conséquent, le matériau peut être facilement mis à l'échelle et fabriqué dans l'industrie.

L'hydroxyde-oxyhydroxyde de nickel nouvellement inventé répond à la lumière presque instantanément et produit une force correspondant à environ 3000 fois son propre poids (Figure 1).

Intégré dans une structure bien conçue, un "mini bras" constitué de deux charnières de matériaux d'actionnement peut facilement soulever un objet 50 fois son poids (figure 2). De la même manière, en utilisant un bloqueur de lumière, les chercheurs ont fabriqué un mini robot de marche dans lequel seule la jambe avant se plie et se redresse alternativement et se déplace donc sous l'éclairage de manière à pouvoir marcher vers la source lumineuse (figure 3). Ceux-ci démontrent que les applications futures en micro-robotique, y compris les robots de sauvetage, sont possibles.

Les preuves ci-dessus ont révélé que ce matériau d'actionnement d'hydroxyde-oxyhydroxyde de nickel peut avoir différentes applications à l'avenir, y compris les robots de sauvetage ou autres mini-robots. Les propriétés intrinsèques d'actionnement des matériaux obtenus à partir de la recherche montrent qu'en intensifiant la fabrication, des muscles artificiels comparables à ceux des muscles squelettiques des mammifères peuvent être obtenus.

D'un point de vue scientifique, ce matériau d'actionnement à l'hydroxyde-oxyhydroxyde de nickel est le premier système de matériaux au monde qui peut être actionné directement par la lumière visible et l'électricité sans aucune procédure de fabrication supplémentaire. Cela ouvre également un nouveau champ de recherche sur le comportement d'actionnement induit par la lumière pour les hydroxydes-oxyhydroxydes, qui n'a jamais été signalé auparavant.

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