哈爾濱工業大學與國內外多所高校合作，通過優化人工肌肉智能材料驅動性能，解決了其電容依賴性問題，并為后續設計具有無毒、低驅動電壓的高性能驅動器提供了新的理論基礎。相關研究成果日前在線發表于《科學》。

　　據共同通訊作者、哈爾濱工業大學教授冷勁松介紹，智能材料是指可以在外界激勵下做出主動響應的新材料。這種材料在人工智能、智能制造、生物醫療、機器人等領域具有廣泛的應用前景。聚合物纖維與碳納米管紗線人工肌肉（以下簡稱人工肌肉）作為一種典型的智能材料，可通過熱、電化學兩種方式實現驅動。

　　傳統的人工肌肉只能產生單向驅動，而且需在極低的掃描速率下工作。針對這一問題，研究團隊通過聚電解質功能化策略，改變人工肌肉的零點電位，實現了單一離子嵌入、嵌出的“單極”效應，從而解決了“雙極”效應所導致的驅動性能降低問題，提高了做功效率、能量密度等性能。

　　此外，在研究過程中，研究人員還發現了人工肌肉驅動性能隨著電容降低而增強的反?，F象。進一步研究發現，該現象的產生是由于水合離子在高掃描速率或脈沖頻率下，帶動周圍的水分子，從而增大了離子的有效尺寸，提高了人工肌肉性能。

　　冷勁松表示，經過優化的人工肌肉具有無毒、驅動頻率高、驅動電壓低、高比能量、高驅動應變以及高能量密度等特性，在空間展開結構、仿生撲翼飛行器、可變形飛行器、水下機器人、柔性機器人、可穿戴外骨骼、醫療機器人等領域，具有巨大的應用潛力。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abc4538