能吸、能动、能切，西北工业大学团队研发出新型智能材料
中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 赵勇 刘磊 记者 冯丽）最近，西北工业大学张卫红院士团队和香港城市大学组成的联合团队，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，这款材料能“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。
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（介电弹性体）的研究，大多集中在材料自己在电场下如何伸缩变形。这次，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”。
实验人员让它和传统材料（P7670）进行了一场“吸力大比拼”。结果形成鲜明对比：在一块金属网电极上，EIEDE材料的吸附强度达到31.75 kPa，是传统材料的488倍！这意味着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，甚至细金属丝都能一把“抓”住。利用这项技术，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。
同时，研究人员发现，当一滴水接触到材料的正极时，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°）。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，团队又通过优化电极形状实现了对液滴的精确“切割”：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新思路。
这项研究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（像肌肉）、超强电吸附（像手）、智能液滴操控（像指尖）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。该研究已发表于《科学进展》（Science Advances）。
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