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常現象。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