《Science Adv.》马普所：可生物降解电液致动器用于可持续软体机器人！

与环境污染作斗争需要关注可持续性，特别是来自现代社会中无处不在的快速发展的技术。其中，软体机器人技术有望在需要适应性和灵巧性的应用中取代传统的刚性机器。因此，对于软体机器人的关键部件，如软体致动器，探索生物衍生和可生物降解材料等可持续发展的选择非常重要。

近日，马克斯普朗克智能系统研究所Christoph Keplinger，约翰内斯开普勒大学Martin Kaltenbrunner提出了一种策略来系统地确定相互兼容的材料系统，以创建利用液体电介质的完全可生物降解的高性能软静电致动器。

文章要点

1）具体来说，研究人员展示了完全可生物降解的液压放大自愈静电 (HASEL) 致动器形式的材料系统，该致动器基于可同时显示良好机械强度和介电性能的可生物降解聚合物薄膜、酯基液体电介质和注入 NaCl 的明胶水凝胶。可生物降解的 HASEL 的设计使得在产品寿命结束时，它们的整体可以在工业设施中堆肥成生物质。由此产生的生物质为未来的植物生长提供养分，其中一部分最终可以作为原材料或化学合成为新材料用于执行器生产。

2）对于完全可生物降解的 HASEL，使用工业可堆肥双轴取向 PLA (BOPLA) 或可生物降解聚酯混合物（生物聚酯）形式的固体聚合物薄膜。研究表明，可生物降解的 HASEL 的驱动性能与其不可生物降解的对应物相比具有竞争力，其特点是能够在高达 200 V/μm 的高电场下运行，并在最大工作电压下可靠地驱动超过 100,000 次循环。此外，确定了改善特定材料性能的途径，以进一步提高可生物降解 HASEL 的驱动性能。

3）最后，研究人员展示了可生物降解的 HASEL 在抓取装置中的应用，该装置很容易与商用机器人手臂兼容。研究结果为未来的研究开辟了多条途径，不仅针对可生物降解的软致动器设备，而且还针对旨在使其他类型的电场驱动技术可生物降解的项目。

参考文献

Ellen H. Rumley, et al, Biodegradable electrohydraulic actuators for sustainable soft robots, Sci. Adv. 9, eadf5551 (2023)

DOI: 10.1126/sciadv.adf5551

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf5551