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有一种新材料,给它通上电,它就能自己变形、能牢牢吸附物体,还能精准操控液滴,这是不是有点像科幻电影里的设定?记者20日从西北工业大学获悉,由该校张卫红院士团队和香港城市大学组成的联合团队,把这个“设定”变成了现实。通过在介电弹性体材料中加入极性小分子添加剂,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,实现了大应变驱动、强电吸附和可控电润湿效应的集成。简单说,这款新型材料能“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。据介绍,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,对这类智能材料的研究,大都集中在它的“本征特性”上——也就是材料自己在电场下如何伸缩变形。这严重低估了介电弹性体的应用前景和发展潜力。因为材料真正厉害的地方,在于它如何和外界互动——比如能不能牢牢抓住东西?能不能操控液体?这些“界面相互作用”才是解锁它潜力的关键。此次,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”。想象一下,一块柔软的“电子皮肤”,不仅能变形,还能产生惊人的抓力。实验人员让它和传统材料(P7670)进行了一场“吸力大比拼”。结果形成了鲜明对比:在一块金属网电极上,EIEDE材料的吸附强度达到了31.75kPa,是传统材料的488倍。这意味着什么?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,甚至细细的金属丝,都能一把“抓”住。这项技术,直接打破了传统吸附装置的局限。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。操控液滴是它的另一项绝活。研究人员发现,当一滴水接触到材料的正极时,神奇的事情发生了: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°)。秘密就在于,材料中的小分子添加剂,在电场作用下,改变了材料特性。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”。利用这种正负极的差异,团队又“玩”出了新高度。他们设计了一个巧妙的实验:通过优化电极形状,竟然实现了对液滴的精确“切割”。想把它一分为二?没问题。一分为三?一分为四?通通可以!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,团队还设计了一个多探针检测演示:利用电润湿诱导的液滴形变、运输、分割和锚定功能,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一个新思路。展望未来,这项新材料还能做什么?这项研究的突破性在于,它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、超强电吸附、智能液滴操控于一体的“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:爬壁机器人可以轻松攀爬各种粗糙金属表面,进行高空检修;微流控设备可以在一个芯片上自动完成复杂液滴的分配与反应;智能吸附系统能在工业制造中无损抓取精密或脆弱的零部件。银川2026年中考体育方案发布新增羽毛球、乒乓球选考项目

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