新型自愈材料可改进电池和机器人性能

新型自愈材料可改进电池和机器人性能

加州大学河滨分校、科罗拉多大学博尔德分校的研究人员联合开发出一种拥有自愈能力的透明、高延展性导离子材料。这种材料可赋予机器人发生机械故障后的自愈能力延长锂离子电池的使用寿命，改善医学和环境监控领域生物传感器的性能等，应用前景广阔。

离子导体内允许离子在其中流动，在能源储存、太阳能转换、传感器和电子设备中扮演着重要的角色。此前，研究人员研制的离子导体能够为人造肌肉供能并用其制成透明扬声器，但出现机械故障后不能自愈。

在新的研究中，研究人员利用离子偶极作用，使带电离子与极性分子之间耦合，从而大幅提高了离子导体的稳定性，最终研制出了将自愈性材料与离子导体“合二为一”的新材料。该新材料成本低、易生产，能够延展到初始长度的50倍，当被剪断后，在室温下24h内即能重新连接起来（自愈），且自愈后仅5min就能再次延展2倍。

研究人员目前已利用该新材料开发出了新型人造肌肉。这种人造肌肉由三层材料堆积而成，上下两层是能导电和自愈的新材料，中间层是透明的非导电橡胶类薄膜。对其施加电信号，人造肌肉就能够像人类的二头肌一样开始活动；更重要的是，当其断裂成两段后，无需任何外来刺激就能恢复到与切断前相当的性能水平。

(KJ.1227)