一項由美國科學家領導的國際研究小組最近表示，他們成功研制出一種新型的鐵電聚合物，能夠高效地將電能轉化為機械應變。這種鐵電聚合物有望成為一種高性能的運動控制器（致動器），在醫療設備、先進機器人和精密定位系統等領域發揮重要作用，例如作為機器人的“肌肉”。這項研究成果已經發表在《自然·材料》雜志上。

　　鐵電材料是一類在施加外部電荷時表現出自發電極化的材料。在相變過程中，這些材料的機械應變可以導致其形狀和特征發生變化，因此可以用作致動器。致動器指的是在外部力（如電能）作用下可以發生形變的材料。

　　通常情況下，致動器材料比較堅硬，但鐵電聚合物等軟致動器具有更高的靈活性和環境適應性。聚合物是一類由許多相似單元結合而成的材料，DNA和尼龍就是聚合物的例子。與其他鐵電材料（如陶瓷）相比，鐵電聚合物能夠產生更大的機械應變。此外，鐵電聚合物還更加柔韌、成本更低、質量更輕，因此在軟機器人和柔性電子產品等領域具有更大的應用前景。

　　這個研究團隊指出，目前軟材料致動領域面臨兩個主要挑戰：提高軟材料的受力能力和降低驅動場的需求。為了解決這些問題，他們開發了一種滲透性的鐵電聚合物納米復合材料PVDF/TiO_2，這是一種微型貼膜，附著在聚合物上。通過在聚偏二氟乙烯聚合物中摻入納米顆粒，研究人員在聚合物內部創造了一個相互連接的電極網絡，使得鐵電聚合物的相變能在比通常所需低得多（10%）的電場下就能被誘導。因此，這種新材料可以應用于需要低驅動場的領域，例如醫療設備、光學設備和軟機器人等。

　　研究人員指出，這項最新的研究讓人們有望開發出軟機器人的“人工肌肉”，這種新材料更接近于人類肌肉，不僅能夠承受大的應變，還能夠承受高負荷。這一研究成果為軟機器人技術的發展帶來了新的可能性。