变形织物驱动器研究方面获进展

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变形织物驱动器研究方面获进展

时间: 2024-07-23 11:50:53 83人阅读

在变形织物驱动器研究方面取得了显著进展。研究团队成功开发出一种基于电化学驱动的主动变形织物，这一创新成果为可穿戴设备领域带来了新的可能性。

该变形织物驱动器以碳纳米管复合纤维作为仿生肌肉纤维的原材料，通过连续制备技术制成了具有芯-鞘结构的CNT@nylon螺旋纤维。这种纤维结构均匀，柔韧性与可编织性优异，且能够在编织过程中保持螺旋结构不被破坏。其核心优势在于，电化学驱动活性作用的CNT分布在鞘层，而纤维芯部的惰性高分子纤维则有效减少了昂贵CNT的用量。芯-鞘结构为电化学离子提供了更大的比表面积和更短的迁移路径，显著提升了离子的注入与迁移效率，使得CNT@nylon复合仿生肌肉纤维的驱动量可达到26.4%。

基于这种仿生肌肉纤维，研究团队设计了一种可在空气环境中稳定工作的主动变形织物。该织物通过将仿生肌肉纤维与辅助纤维平行编织在柔性织物上，分别作为工作电极与对电极，并采用上下交错的编织方式以防止变形过程中两电极之间发生短路。织物中的微孔道结构有效吸附并稳定了电解液，使得在工作电极与对电极之间施加电压时，电解液中的离子能够迁入工作电极的CNT层，从而驱动CNT@nylon纤维产生收缩。

该变形织物驱动器具有驱动电压低、响应速度快的特点，并且能够实现整体及局部的主动变形，具有较高的变形自由度。经过透明柔性薄膜封装后，变形织物在保持高柔韧性的同时，还能有效防止电解液泄露。在志愿者手臂上的实际应用演示中，该织物随着电压的施加发生了明显的收缩，且在工作过程中与手臂之间几乎没有温差，充分展示了其作为下一代可穿戴设备候选材料的巨大潜力。

这一重要进展不仅推动了变形织物驱动器领域的发展，也为可穿戴设备的技术创新和应用拓展提供了新的思路和方向。

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