一块材料能干啥?能变形、能吸附、能操控液滴的材料吗?

一块材料能干啥?在大多数人印象里,钢铁承重,塑料绝缘,橡胶密封。但你听说过能变形、能吸附、能操控液滴的材料吗?中国西北工业大学张卫红院士团队和香港城市大学合作,把这个幻想变成了现实。他们研发出一种名为EIEDE的新型智能材料,这可不是普通材料,能让介电弹性体产生大应变驱动、强电吸附和可控电润湿效应。就好比有了“超级皮肤”,能自己动、能吸牢东西、还能玩转液滴。这个团队给介电弹性体材料里加入了极性小分子添加剂,成功激活了它的“社交能力”,把电活性聚合物的应用推到了一个新高度。 在一次实验中,EIEDE材料和传统材料进行了一次吸力大比拼。结果相当惊人:在金属网电极上,EIEDE材料吸附强度高达31.75 kPa,是传统材料的488倍!它不仅能牢牢吸住平整的表面,就连坑洼不平的金属片、镂空的金属网甚至细细的金属丝都能一把抓牢。这意味着什么?未来爬墙机器人可以轻松攀爬各种粗糙金属表面进行检修,工业机械臂可以无损抓取各种形状不规则的精密零件。这个突破直接打破了传统吸附装置的局限,为机器人技术和先进制造打开了一扇全新的大门。 除了吸力惊人,EIEDE材料还能操控液滴。研究人员发现,当一滴水接触到正极时,原本排斥水的“疏水状态”瞬间变成极度亲水的“亲水状态”,接触角从83.15°变成仅9.92°。而当水滴接触到负极时又会产生抗电润湿效应,增强局部疏水性。通过这种正负极差异的巧妙利用,团队还设计了一个实验:通过优化电极形状实现了对液滴的精确切割。利用这些功能团队还设计了一个多探针检测演示,实现了多个液滴的锚定与移动。 这个研究已经发表在《科学进展》(Science Advances)上。西北工业大学博士研究生闫晗是第一作者,张军诗教授、刘磊副教授、朱继宏教授、张卫红院士和香港城市大学吕坚院士是共同通讯作者。王远之负责编辑。这个突破性成果不仅让我们重新认识智能材料,还为软体机器人、先进制造和微流控技术等领域带来了广阔的应用前景。中国科学家们的努力值得我们点赞!为这项“让材料活起来”的成果点赞!