新型铁电材料可以赋予机器人肌肉

一种新型铁电聚合物非常擅长将电能转化为机械应变，有望成为高性能运动控制器或“执行器”，在医疗设备、先进机器人和精密仪器领域具有巨大的应用潜力宾夕法尼亚州立大学领导的一个国际研究小组表示，定位系统。

机械应变，即材料在受力时如何改变形状，是致动器的一个重要属性，致动器是在施加外力(例如电能)时会发生变化或变形的任何材料。传统上，这些执行器材料是刚性的，但铁电聚合物等软执行器表现出更高的灵活性和环境适应性。

该研究证明了铁电聚合物纳米复合材料克服传统压电聚合物复合材料局限性的潜力，为开发具有增强应变性能和机械能密度的软执行器提供了一条有前途的途径。软执行器因其强度、功率和灵活性而特别受到机器人研究人员的关注。

宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授、最近发表在《自然材料》上的这项研究的共同通讯作者清王说：“我们现在有可能拥有一种我们称之为人造肌肉的软机器人。” “这将使我们能够拥有除了大应变之外还可以承载高负载的软物质。因此，这种材料将更像是人类肌肉的模仿者，一种接近人类肌肉的材料。”

然而，在这些材料实现其承诺之前，还有一些障碍需要克服，研究中提出了这些障碍的潜在解决方案。铁电体是一类材料，当施加外部电荷并且材料中的正电荷和负电荷流向不同的极时，它们表现出自发电极化。这些材料在相变过程中的应变(在这种情况下是电能向机械能的转换)可以完全改变其形状等特性，使它们可用作执行器。