LCST相分离的多孔液态金属填充水凝胶驱动器，具有快速电响应、增强的强度和低电场要求

《Materials Horizons》：LCST-phase-separated porous liquid metal-filled hydrogel actuators with fast electro-response, enhanced strength, and low electric field

电响应水凝胶通过整合液态金属和温敏相分离结构实现低电场（0.25 V/mm）快速响应（32秒内弯曲88.1°），增强机械性能并拓展水下抓取、封装、定向运动等应用。

　　

电响应水凝胶驱动器（ERHAs）由于能够实现大范围的可逆变形，成为软体机器人的理想候选材料。然而，其应用潜力受到高驱动电场强度（E）要求、机械强度不足以及驱动响应速度慢的限制。为同时解决这些问题，我们设计了一种具有集成液态金属（LM）和热响应液晶相变（LCST）特性的离子水凝胶。这种多孔结构是通过LCST诱导的相分离过程轻松构建的。液态金属的加入不仅提高了对低电场强度的敏感性，还增强了原本较为脆弱的多孔水凝胶的机械性能。在0.25 V mm^?1的低电场作用下，该驱动器能够在32秒内实现88.1°的大弯曲角度。这是迄今为止在低于1 V mm^?1的电场强度下运行的ERHAs中报道的最快电响应速度，而这一电场强度阈值被广泛认为对人体是安全的。此外，我们还展示了该驱动器在执行多种水下任务方面的多功能性，包括物体操控、封装和定向运动。这种简单而有效的策略用于制造机械性能强、响应速度快的水凝胶复合材料，为下一代软体机器人系统的发展开辟了新的途径。