热扭耦形态可变人工肌肉

长度随温连续可调

通过热力学-扭转耦合，同一根纤维可在加热下改变形态并自支撑驱动，突破传统人工肌肉固定长度的限制，实现拉伸、收缩与扭转多种模式。

Hu, Xiaoyu · Li, Jiatian · Li, Sitong · Zhang, Guanghao · 王润 · Liu, Zhongsheng · Chen, Mengmeng · He, Wenqian · Yu, Kaiqing · 赵卫光 · Khan, Abdul Qadeer · Fang, Shaoli · Baughman, Ray H. · 周详 · 刘遵峰

National Science Review 2023

技术优势

长度可调

螺旋分子链的热力学松弛作为内部拴系，加热时可连续改变肌肉长度。

模式可切换

同一根纤维可在拉伸伸长、拉伸收缩和扭转旋转之间切换，适应不同驱动需求。

自支撑

退火产生的内部拴系抑制解捻，纤维无需外加约束即可在加热下驱动。

应用场景

• 软体机器人：作为形态可调的驱动部件，让软体机器人按需改变形状与动作。
• 智能驱动器：提供拉伸、收缩、扭转三种驱动模式，可在单一器件中切换。
• 刺激响应材料：以温度为刺激连续调节纤维长度，实现可逆形态响应。