宁夏大学冒杰/清华大学党智敏/UCLA裴启兵 Nat. Commun. : 兼具大驱动应变与自愈合能力的新型介电弹性体人工肌肉

天然肌肉具有可调刚度、高输出应力及自修复等特性，但模拟其功能的人工肌肉面临机电失稳和界面退化两大瓶颈。本研究创新性地将磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯引入双峰聚合物网络，利用两性离子的强静电作用赋予材料自修复能力，同时通过双峰网络设计抑制机电失稳。该介电弹性体实现了介电击穿强度达95 MV/m、面积应变达272%，比功率1520 W/kg、比能量152 J/kg，综合性能超越自然肌肉。材料在60°C下可修复机械及电击穿损伤，修复后力学性能恢复率达90%，循环寿命从30,000次提升至180,000次。基于该材料的人工肌肉驱动臂和软体抓手在严重损伤后仍能通过自愈恢复功能，为极端环境下的软体机器人提供了关键材料支撑。