软体机器人离子/电响应驱动材料与结构进展

介电弹性体和水凝胶这些软材料具有特殊的物理和化学特性,能够对外界刺激做出良好响应,使其成为新型软驱动器、可穿戴设备、医疗保健设备和人机交互机器人的重要组成部分。本文首先探讨了电子型电活性聚合物(介电弹性体材料)的应用前景和改良路径。讨论了硅橡胶类、聚氨酯类和丙烯酸酯类介电弹性体的性能和优缺点,阐述了该类材料在人工肌肉中的应用前景及局限性。进而提出了利用瓶刷式介电弹性体(BBE)以及互穿型网络结构(IPN)改良材料性能等解决方案。其次,介绍了电磁响应型、渗透压响应型以及光响应型水凝胶驱动器,并对其各自的工作原理和应用进行了全面的阐述。最后,总结了介电弹性体和水凝胶两类驱动材料与结构对软体机器人性能的影响,展示了这两大类驱动器在软体机器人、人工肌肉和智能传感器等领域的应用可能性,并提出了未来的一些研究方向。