在机器人技术向高精度、智能化迈进的时代,模仿人类皮肤感知能力的电子皮肤成为科研热点。然而,材料依赖外部供电、缺乏自愈能力、感知模式单一等难题,长期制约着国内外电子皮肤的发展。浙江师范大学的铁晶柔膜团队聚焦分子基电子皮肤材料研究,为破解这些困境带来了创新曙光。

自2022年在负责人胡煜带领下组建以来,铁晶柔膜团队怀揣科研热忱,深耕分子基电子皮肤领域。他们深知,突破需从材料本质出发,依靠创新技术提升性能。

攻关三部曲:

高效自供电:团队首先运用卤素修饰技术对铁电分子进行优化,成功开发出具有更多等效极轴的新型分子铁电材料。其压电系数高达92 pC/N,远超传统材料,能在压力下产生强大电响应,实现高效自供电,摆脱对外部电源的依赖。

超强自修复与耐久:不满足于单一突破,团队在第二阶段创新性地引入动态结构基元,构筑自修复基底。这显著提升了材料的抗疲劳性能,其疲劳循环寿命可达惊人的20万次,极大增强了电子皮肤的耐用性和长期稳定性,为实际应用扫除关键障碍。

柔性多模感知:第三阶段,团队专注于将分子基材料与液晶弹性体基底复合。他们巧妙运用原位光交联技术,在核心晶体TMCM-FeCl4与基底间构建氢键网络。这一设计不仅将材料弹性模量降至0.3 Mpa(接近人体皮肤),大幅提升柔顺性和结构稳定性,更通过构筑“三明治”结构,赋予了材料卓越的多模感知能力,可灵敏、精准地响应压力、光、热等多种外界刺激。

铁晶柔膜团队的系统性创新,为国产电子皮肤材料开辟了新路径。他们的成果不仅在学术界获得高度认可,更展现出在医疗健康(如智能假肢、健康监测)、先进机器人(灵敏触觉、安全交互)和下一代可穿戴设备等领域的巨大应用潜力。这支团队的持续探索,正推动电子皮肤材料不断突破边界,有望为未来人机交互与智能感知带来革命性变革。

责任编辑：kj005

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