谢涛课题组

  介电弹性体（Dielectric elastomer, DE）在电场诱发的麦克斯韦应力作用下可以进行快速而大的面内膨胀/收缩。对于机器人应用，通常需要将平面内的驱动转换为平面外的机械运动。尽管它们的性能很好，但它们的高驱动电场（20-100 V/µm）需要大量的电源附件，严重影响了耐久性。日前，谢涛教授团队报道了一种介电聚合物，它可以被编程，在低电场（2-10 V/µm）下驱动做出不同运动。该材料是一种结晶动态共价网络，可以重新配置成任意三维几何形状。当介电聚合物被加热到高于熔点的温度以成为介电弹性体时，会产生明显放大驱动的几何效应，导致可设计的大运动。此外，结晶过渡实现了动态多模态运动和主动部署。这些特性导致了软体机器人独特的设计通用性。

  研究者设计了一个结晶动态共价聚合物网络，并展示了它作为电动执行器的不同寻常的多功能性。动态网络重排机制允许永久形状重构来制造3D设备，通过改变局部弯曲刚度显著放大驱动。因此，在比传统DE低得多的电子场中实现了高度可设计的三维驱动。该类独立3D驱动器在低电场下进行大型复杂运动的能力，为软机器人开辟了新的机会。相关工作以“Dielectric Polymer with Designable Large Motion under Low Electric Field”为题发表在Advanced Materials上。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202206393