螺旋导向场LCE细丝

单参数多模态驱动

通过旋转3D打印在LCE细丝内嵌入螺旋导向场，仅凭螺旋角一个参数即可编程收缩、伸长、扭转或宏观不变，实现与器件几何解耦的多模态驱动。

孙宇璇 · Boxi, Sun · Zhengqing, Zhu · Jing, Hao · Dongxiao, Li · Zhang, Ziyi · Zheng, Dongchang · 汪国睿 · Li, Weihua · Xiao, Yu · 潘挺睿 · Chen Y. · 张世武 · 李木军

Nature Communications 2026

技术优势

单参数控制多模式

螺旋角θ这一个参数就能让同一根细丝在加热时收缩、伸长、扭转或宏观不动，无需改变材料组成或结构设计。

均匀加热即分步变形

让θ在空间上渐变即可制造激活温度梯度，在均匀加热下实现顺序形状变化，无需局部热源或时序控制。

形状程序可改写

局部加热磁性LCE复合段可重排磁畴，使形状编程可擦写，并实现易失与非易失记忆切换。

应用场景

• 软体机器人：直接用单参数打印的LCE细丝构筑多模态、可改写动作的软体机器人，省去多材料与电路。
• 无缆驱动：用均匀加热或局部磁热驱动LCE细丝，无需导线与电源即可实现编程运动。
• 形状记忆材料：磁畴重排赋予LCE易失/非易失记忆，使形状程序可擦写并重复使用。
• 自变形结构：螺旋导向场在加热时驱动LCE自主变形，实现无需外部机械的自分区抓取与重构。