异质界面互锁水凝胶

耐穿刺抗撕裂

软硬异质层通过界面互锁消除应力集中，强韧性与变形稳定性兼备的可控软驱动器。

Yuying, Song · Zhouyang, Hu · Hao, Sanwei · 邵长优 · Yangyang, Xia · Chao, Wang · 76713769 · Yu, Wenting · 付鹏 · 丛海林 · 杨俊

Advanced Functional Materials 2025

参数信息

穿刺强度

4.42 N

撕裂韧性

289.24 kJ m⁻²

变形稳定性

40000 cycles

可逆自动变形时间

120 s

技术优势

抗穿刺

软硬异质层协同承载，穿刺强度达 4.42 N，不易被尖锐物破坏。

抗撕裂

纤维素骨架上的界面互锁有效阻止裂纹扩展，撕裂韧性高达 289.24 kJ m⁻²。

耐变形

经历 40,000 次循环后仍保持变形稳定性，适合长期反复驱动。

可编程形变

异质结构设计赋予可编程且可逆的自动变形能力，响应时间约 120 s。

应用场景

• 软体机器人：提供耐穿刺、抗撕裂且可变形的驱动材料，用于抓取和操控。
• 柔性电子：与丝网印刷银电极集成，实现柔性触觉反馈。
• 柔性器件：可编程自动变形与形状记忆特性，用于制备智能抓手等柔性器件。
• 可穿戴设备：提供连续触觉反馈，增强可穿戴设备的交互性。
• 智能水凝胶：通过异质结构实现刺激响应、形状记忆和可编程驱动。