近日， 工業與裝備技術研究院胡穎研究員、劉家琴副研究員， 材料科學與工程學院吳玉程教授科研團隊與中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所陳韋研究員合作， 成功研發了一種可在低電壓以及太陽光照射下產生大變形的新型碳納米管柔性薄膜智慧驅動器， 並模擬人類“彈指”的手部動作， 設計研發了在外部光照刺激下產生跳躍運動的柔性“機器人”。 該成果以《基於捲曲碳納米管雙層複合薄膜的電/光驅動器及其仿生運動研究》為題被選為背封面論文發表在國際重要學術期刊《先進功能材料》（Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201704388, 影響因數12.124）。
柔性智慧驅動器可將光、電、熱、濕度等外部能量直接轉化為器件本身的機械變形， 而無需通過繁瑣的能量轉化裝置， 因而吸引了科學家們廣泛研究興趣。 對於目前研究較廣的雙層結構驅動器而言， 雖然已經實現包括彎曲、扭曲在內的多種變形形式， 其應用研究也已擴展到仿生機械手、爬行機器人等仿生領域。 但簡單結構、快速大變形、多刺激源回應、以及能對飛行、跳躍等複雜生物運動進行模擬的柔性驅動器的研究仍面臨挑戰。
該課題組設計製備了一種具有捲曲形狀的碳納米管/聚合物雙層薄膜驅動器， 可在低電壓以及光照射下產生從管狀到平直形狀的快速大變形， 並且在電信號或者光照撤除後恢復到原始捲曲形狀。
據介紹， 跳躍運動涉及到能量的存儲以及瞬間釋放。 傳統跳躍機器人需要通過彈簧、齒輪等一系列結構設計來積累、存儲和快速釋放能量從而實現跳躍運動。 而通過柔性仿生智慧驅動材料器件模擬“彈指”這一日常行為，
該工作得到國家自然科學基金、合肥工業大學優秀青年培育A計畫等項目的資助。 研究成果已申請發明專利。 團隊成員已與中國科學院、西安交通大學等相關科研團隊在柔性智慧驅動材料器件領域開展了密切交流與廣泛合作。
論文連結：https://doi.org/10.1002/adfm.201704388
圖3. （a）電驅動仿生機械手以及對物體的操控。 （b）光驅動仿生機械手以及對物體的操控。
圖4. 由碳納米管雙層薄膜驅動器構成的仿生花，
以及其在太陽光照射下的綻開。
（周慧/文 胡穎/圖）
編輯：周慧
以及其在太陽光照射下的綻開。（周慧/文 胡穎/圖）
編輯：周慧