给它通上电,这种新型材料就自己变个形、把物体牢牢吸住,还能精准操控液滴,这听起来是不是有点像科幻片里的情节?中新网记者3月20日在西安从西北工业大学了解到,这个想法其实已经变成了现实。这次张卫红院士带领的西工大团队联合香港城市大学的专家们,给介电弹性体材料加了点料,弄出了一种叫EIEDE的“电活性界面增强介电弹性体”,一下子解决了大应变驱动、强电吸附和可控电润湿这三个大难题。 说白了,这种新材料能动、能吸,还能玩转液滴。它是怎么做到的?以往大家只看材料本身在电场下怎么伸缩,其实材料的厉害之处在于它跟外界怎么互动。这次研究人员加了一种特殊的极性小分子添加剂,一下子激活了材料的“社交能力”。比如在一块金属网上,它的吸附强度达到了31.75千帕,足足是传统材料P7670的488倍。这意味着不管是平的还是坑坑洼洼的表面,甚至是细细的金属丝,它都能一把抓住。 对传统的吸附装置来说,这简直是突破。以后的爬墙机器人不需要吸盘就能贴在粗糙的金属表面上干活;工业机械臂也能无损抓取各种形状的精密零件。操控液滴是它的另一项绝活。当一滴水碰到材料的正极时,表面特性会发生突变:从原本的疏水状态(水滴像荷叶上的水珠)变成亲水状态(水滴摊平)。原来小分子添加剂在电场作用下改变了材料特性。只要把电压开关一开一关,就能让液滴的铺展程度发生巨大变化。 利用这个原理设计的装置很灵活:加电压吸附液滴,撤电压就释放液滴。更有趣的是碰到负极时会产生抗电润湿效应,增强局部疏水性——材料变得更“讨厌”水了。通过优化电极形状,团队甚至能把一个大液滴像剪刀裁布一样精准地切成几个小液滴。 结合这些功能进行多探针检测演示也很成功:液滴的形变、运输、分割和锚定功能都被用上了。这为未来的微流控传感平台提供了新思路。展望未来,这种新材料还能做什么?它彻底颠覆了我们对智能材料的认知:它既是像肌肉一样的大应变驱动器,又是像手一样能抓东西的超强吸附器,还是像指尖一样灵活操控液滴的智能工具。它的出现给软体机器人、先进制造和微流控技术等领域打开了想象空间。