近日,我校机械与自动控制学院特聘副教授王帆在国际权威学术期刊Advanced Functional Materials(影响因子16.836)发表第一作者封面文章《Ultralow Voltage High-Performance Bioartificial Muscles Based on Ionically Crosslinked Polypyrrole-Coated Functional Carboxylated Bacterial Cellulose for Soft Robots》 (Adv. Func. Mater., 2021,31,13:2007749),报道了一种基于功能性细菌纤维素和聚吡咯的新型高性能生物相容性人工肌肉。
现有人工肌肉普遍存在成本高、机械输出性能弱、生物相容性弱等问题,作者利用化学聚合法将聚吡咯纳米颗粒均质地沉积在单个细菌纤维素纳米纤维上,构筑了高导电离子交联网络结构。选用PEDOT:PSS作为柔性电极,研制出具有大弯曲形变、快速响应速率、出色稳定性、良好生物相容性人工肌肉。此外,作者利用该人工肌肉研制了机器人柔性抓手、仿生医疗支架机器人、仿生花卉以及仿生鸟。该研究结果提供了一种新型低成本、生物相容性高性能人工肌肉设计策略,并有望在软体机器人、可穿戴设备和生物医学电子等领域得到广泛应用。由于研究成果的新颖性和重要性,该工作被Advanced Functional Materials编辑选为当期的Front Cover(如图)。本研究得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学青年基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。
