上海交大谷國(guó)迎教授團(tuán)隊(duì)綜述：用于軟體機(jī)器人的3D打印

來(lái)源：上海交通大學(xué)

近日，上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院谷國(guó)迎教授團(tuán)隊(duì)在Nature Reviews Materials上發(fā)表“3D-printed PEDOT:PSS for soft robotics”綜述文章，針對(duì)3D打印技術(shù)制造PEDOT:PSS導(dǎo)電聚合物材料應(yīng)用于軟體機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)分析與前瞻展望。上海交大機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院博士研究生李金昊為論文第一作者，江西科技師范大學(xué)碩士研究生曹杰為共同第一作者，谷國(guó)迎教授、江西科技師范大學(xué)盧寶陽(yáng)教授為共同通訊作者。

軟體機(jī)器人是一類(lèi)將生物概念與機(jī)器人相融合的系統(tǒng)，兼具環(huán)境順應(yīng)性與靈巧運(yùn)動(dòng)功能。其中，柔性導(dǎo)電材料可以輔助軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)感知、控制和作動(dòng)等復(fù)雜功能。導(dǎo)電聚合物作為一類(lèi)新型柔性有機(jī)高分子材料，具有可調(diào)的力、電學(xué)性能、生物兼容性和易于加工等優(yōu)異性質(zhì)，已廣泛應(yīng)用于薄膜電子器件。然而，柔性導(dǎo)電聚合物目前在材料制備和制造技術(shù)等方面難以滿(mǎn)足其在軟體機(jī)器人系統(tǒng)中的集成應(yīng)用需求。近年來(lái)，結(jié)合聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）導(dǎo)電聚合物與先進(jìn)3D打印技術(shù)為解決上述挑戰(zhàn)提供了新思路，也為軟物質(zhì)工程和軟體機(jī)器人學(xué)帶來(lái)了機(jī)遇。

3D打印PEDOT:PSS用于軟體機(jī)器人技術(shù)路線(xiàn)圖

論文從材料、制造、應(yīng)用三者的相互關(guān)系出發(fā)，重點(diǎn)聚焦可3D打印PEDOT:PSS基墨水的跨尺度設(shè)計(jì)機(jī)理與性能評(píng)估、導(dǎo)電聚合物3D打印技術(shù)演化與制造策略以及在新興軟體機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用，討論了3D打印PEDOT:PSS在高性能墨水、先進(jìn)打印技術(shù)和系統(tǒng)集成方面存在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，旨在推進(jìn)軟體機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用發(fā)展。該論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，上海市科委“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”等項(xiàng)目的資助。

未來(lái)展望：（a）3D打印PEDOT:PSS未來(lái)方向；（b）軟體機(jī)器人領(lǐng)域中的前瞻應(yīng)用

谷國(guó)迎教授團(tuán)隊(duì)主要從事機(jī)器人學(xué)與軟體機(jī)器人技術(shù)方向的研究，近年來(lái)，主持承擔(dān)了國(guó)家杰出青年基金／優(yōu)秀青年基金、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上海市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)等科研項(xiàng)目十余項(xiàng)，在Science Robotics, Nature Biomedical Engineering, Nature Reviews Materials, Nature Materials, Nature Communications, Science Advances, IEEE Trans. Robotics, Advanced Materials, Soft Robotics等期刊發(fā)表相關(guān)論文百余篇。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41578-023-00587-5

作者：機(jī)器人研究所
供稿單位：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院