日本研究团队开发出超细电驱动软纤维 可应用于可穿戴设备与软体机器人
2026-03-11 08:43
来源:东北大学
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日本东北大学(Tohoku University)的研究人员与法国里昂国立应用科学学院(INSA Lyon)等机构合作,成功开发出一种新型超细电驱动软纤维。这种纤维在通电后能够弯曲、收缩并产生复杂的三维运动,为软体机器人和可穿戴设备的研发提供了新的思路。

电驱动“软纱”(软纤维致动器)的工作原理和位移响应。(A) 电压在电极间产生静电力,导致形变。(B) 测量装置示意图。(C) 交流电压作用下,尖端位移呈现与输入同步的稳定周期性运动。

该研究由日本东北大学跨学科前沿科学研究所副教授郭媛媛(Yuanyuan Guo)领导,相关成果已发表于学术期刊《ACS Omega》。研究团队通过优化热拉丝工艺,制备出厚度与头发丝相仿的驱动纤维。这种纤维以热塑性聚氨酯为核心材料,这是一种高度柔韧的介电弹性体,能够在施加电场时发生形变。

郭媛媛表示:“通过将纤维制造技术与柔软的电活性材料相结合,我们成功制造出了目前报道的最薄、最柔软的纤维状电驱动致动器之一。” 这种线状的驱动纤维可以轻松地集成到纺织品中,或编织成复杂的三维结构,从而产生传统扁平驱动器难以实现的运动。

这种电驱动软纤维的柔软特性使其尤其适用于与人密切互动的设备。在可穿戴辅助系统和软体机器人等领域,这种纤维无需刚性部件即可产生可控运动,有望提升设备的舒适性和安全性。研究团队计划进一步优化电极材料和纤维内部结构,以期将传感功能集成到这种纤维平台中,开发出能够感知环境并做出响应的多功能纤维。

出版详情:作者:Yuto Akimoto等人,标题:《热拉伸软介电弹性体致动器纤维》,发表于:ACS Omega (2026)。期刊信息:ACS Omega

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