新型铁电材料能成为变身机器人“肌肉”

发布时间：2023-07-05 13:46:58 所属栏目：动态来源：

导读：美国科学家领导的一个国际研究小组表示，他们研制出的一种新型铁电聚合物，能高效地将电能转化为机械应变，有望成为一种高性能的运动控制器（致动器），在医疗设备、先进机器人和精密定位系统中大显身手，例如作为机

美国科学家领导的一个国际研究小组表示，他们研制出的一种新型铁电聚合物，能高效地将电能转化为机械应变，有望成为一种高性能的运动控制器（致动器），在医疗设备、先进机器人和精密定位系统中大显身手，例如作为机器人的“肌肉”等。

铁电材料是一类在施加外部电荷时表现出自发电极化的材料。在相变过程中，这些材料中的机械应变可以使其形状等特征发生变化，因此这种材料可用作致动器。致动器指在外力（如电能）作用下能变形的材料。

一般而言，这些致动器很坚硬，但铁电聚合物等软致动器具有更高的灵活性和环境适应性。聚合物是一类由许多相似单元结合在一起形成的材料，DNA和尼龙都是聚合物，铁电聚合物的机械应变比陶瓷等其他铁电材料高得多。铁电聚合物更加灵活,价格更加便宜,质地更轻,可以用来制造柔性机器人,柔性电子,在未来可望得到更好的应用。

研究团队指出，目前软材料致动领域面临两大挑战：提高软材料的受力以及降低驱动场。为此，他们开发出了一种渗透性铁电聚合物纳米复合物PVDF/TiO2，这是一种附着在聚合物上的微型贴膜。通过将纳米颗粒掺入聚合物聚偏二氟乙烯内，研究人员在聚合物内创造了一个相互连接的极网络，在需要较低驱动场的光学装置和软机器人领域中,能在较通常所需低得多的电场(10%)下诱导铁电聚合物的相变。

研究人员指出，最新研究让人们为软机器人开发“人工肌肉”成为可能，这种新材料更接近人类肌肉，除能承受大的应变外，还能承受高负荷。

（编辑：汽车网）

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