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能吸、能动、能切,西北工业大学团队研发出新型智能材料

发布时间: 来源: 中国教育新闻网

中国教育报-中国教育新闻网讯(通讯员 赵勇 刘磊 记者 冯丽)最近,西北工业大学张卫红院士团队和香港城市大学组成的联合团队,成功研发出一种名为“电活性界面增强介电弹性体”(EIEDE)的新型智能材料,这款材料能“动”、能“吸”,还能“玩转液滴”,将为软体机器人、先进制造和微流控技术等领域带来革命性的应用前景。WII速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

电活性聚合物是一类能够在电场作用下产生大幅度形变的智能材料,分为离子型和电子型。作为电子型电活性聚合物的代表,介电弹性体已广泛应用于人工肌肉、仿生机器人、可穿戴智能设备等核心场景。以往对这类智能材料(介电弹性体)的研究,大多集中在材料自己在电场下如何伸缩变形。这次,团队创新性地在材料中加入了一种特殊的“极性小分子添加剂”,成功激活了材料的“社交能力”。WII速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

实验人员让它和传统材料(P7670)进行了一场“吸力大比拼”。结果形成鲜明对比:在一块金属网电极上,EIEDE材料的吸附强度达到31.75 kPa,是传统材料的488倍!这意味着它不仅能把平整的表面吸得牢牢的,就连坑坑洼洼的金属片、镂空的金属网,甚至细金属丝都能一把“抓”住。利用这项技术,未来,爬墙机器人可以轻松吸附在粗糙的金属表面上进行检修,工业机械臂可以无损抓取各种形状不规则的精密零件——这为机器人技术和先进制造打开了一扇全新的大门。WII速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

同时,研究人员发现,当一滴水接触到材料的正极时,材料表面就像被施了魔法,从原本排斥水的“疏水状态”(水滴像落在荷叶上,接触角83.15°),瞬间变成了极度亲水的“亲水状态”(水滴几乎摊平成一张“薄饼”,接触角仅9.92°)。这意味着,通过一个电场开关,就能让液滴的铺展程度实现超大范围的调控。基于此原理开发的液滴吸附装置,在施加电压时吸附液滴,撤去电压则释放液滴,实现了液滴的稳定运输。更妙的是,当液滴接触到负极时会产生“抗电润湿”效应,增强局部疏水性——材料变得更“讨厌”水,液滴立刻“回缩”。WII速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

利用这种正负极的差异,团队又通过优化电极形状实现了对液滴的精确“切割”:只需通过电场和电极形状控制,就能像剪刀裁布一样,把一个大液滴精准地“剪”成几个小液滴。结合液滴的变形、运输、分割和“锚定”等功能,团队还实现了多个液滴的锚定与移动,并能够同时进行检测,增加了感应面积。这为未来的微流控传感平台提供了新思路。WII速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

这项研究彻底颠覆了我们对智能材料的传统认知。一个材料,不再只是一个被动的部件,而是一个集大应变驱动(像肌肉)、超强电吸附(像手)、智能液滴操控(像指尖)于一体的“全能型选手”。它的诞生,为软体机器人、先进制造、微流控技术等领域带来了想象空间。该研究已发表于《科学进展》(Science Advances)。WII速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

包括人类在内的脊椎动物的大脑都有两个脑半球,左右脑半球在结构上是对称的。由于大量的神经连接主要为同侧大 金属表面超疏水在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域具有潜在的应用价值。当前,金属表面超疏水性能的实现依赖于传统的二元协同设计思想,即在材料表面制作微/纳米结构,进而采用低表面能有机物进行修饰。这种依靠粘附   11月11日,教育部副部长王光彦在新加坡参加中新双边合作机制会议期间,与新加坡教育部常任秘书林宛蓉举行会谈,围绕落实两国领导人共识和两国教育部谅解备忘录,签署《中华人民共和国教育部和新加坡教育部关于高校合作的 新华社利马11月14日电 当地时间11月14日,在赴利马对秘鲁进行国事访问并出席亚太经合组织第三十一次领导人非正式会议之际,国家主席习近平在《秘鲁人报》发表题为《让中秘友好之船扬帆远航》的 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 周洪松 通讯员 焦洛 王志超 范胜利)为提高师生消防安全意识,普及消防安全知识,日前,河北省石家庄市平山县通过新媒体平台为广大师生上了一堂别开生面的“消防安 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 史望颖 通讯员 金挺 陈波)“在一个小时内,我们完成了‘盛世芳华’插花作品,让这个源于‘两山理论’灵感的花艺展示在世界舞台上绽放。”近日,随着宁波城市职业 。

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