近日，机械工程学院胡兴好教授团队联合西北工业大学萧业教授、韩国化学技术研究院Hyun Kim教授，在液晶弹性体纤维驱动器领域取得重要进展。研究成果以“Waveguided, Self-Sensing Sheath–Core Liquid Crystal Elastomer Fiber Actuators”为题发表于国际顶级期刊 Advanced Materials。江苏大学为第一完成单位，硕士生魏海龙为第一作者，胡兴好教授、萧业教授和Hyun Kim教授为共同通讯作者。
图1 波导自感知鞘—芯液晶弹性体纤维驱动器概览。(a) LCE芯示意图，说明由向列相到各向同性相变驱动的可逆轴向收缩。(b) 波导光热驱动示意图：808 nm近红外光通过驱动器一端传输，并由CNT/CB鞘转化为热，驱动LCE芯收缩。(c) 通过导电CNT/CB鞘电阻变化实现自感知的机制。(d) 仿生软夹爪和连续体机械臂在受限、弯曲环境中进行可编程抓取和导航的演示。
针对传统光驱动器在受限空间中驱动效率和状态感知能力不足的问题，本研究设计了一种波导鞘芯液晶弹性体纤维驱动器，以液晶弹性体为芯、碳纳米管/炭黑（CNT/CB）复合层为鞘，通过端面输入近红外光实现远程光热驱动，同时利用导电鞘层的电阻变化实时感知纤维形变。该纤维最大可逆收缩率达38%，承载能力超过自身重量的320倍，并实现了受限空间内的可编程抓取和连续体机械臂操作。该研究将光传输、光热驱动与电学自感知集成于单根纤维，为受限空间软体机器人和微创操作器件提供了新的设计思路。
该研究成果得到国家自然科学基金（52475059、92248301）、江苏省自然科学基金优青（BK20240155）、常州市工业创新与技术支持项目（CS20253006）等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.75597
