西交大/西工大合作《自然·通讯》：电场调控纳米填料排列，突破软体机器人驱动材料性能瓶颈
高分子科学前沿
2025-11-23 07:50
文章摘要
背景：软体机器人领域长期面临驱动材料难以同时具备大变形能力与高输出力的核心矛盾。传统铁电陶瓷变形微小且刚性过强，而柔性聚合物输出力有限且存在安全风险。研究目的：通过电场调控氧化铝包裹碳纳米管在弛豫型铁电聚合物中的排列方向，解决高变形与高刚性冲突。研究团队制备了纳米管随机分布、垂直排列及水平排列的纳米复合材料，系统分析其电机械性能。结论：水平排列纳米管复合材料厚度应变提升814%，弯曲角度达215°，单位体积输出力1.25 mN/mm³，比纯聚合物高346%，优于陶瓷驱动器。基于该材料开发的软体机器人可攀爬52°斜坡并承载自重8倍负载，突破性能瓶颈，为生物技术、医疗等领域提供新解决方案。
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