上海交大谷國迎教授團隊綜述：用于軟體機器人的3D打印

來源：上海交通大學

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

軟體機器人是一類將生物概念與機器人相融合的系統(tǒng)，兼具環(huán)境順應(yīng)性與靈巧運動功能。其中，柔性導電材料可以輔助軟體機器人實現(xiàn)感知、控制和作動等復雜功能。導電聚合物作為一類新型柔性有機高分子材料，具有可調(diào)的力、電學性能、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，柔性導電聚合物目前在材料制備和制造技術(shù)等方面難以滿足其在軟體機器人系統(tǒng)中的集成應(yīng)用需求。近年來，結(jié)合聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）導電聚合物與先進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)工程和軟體機器人學帶來了機遇。

3D打印PEDOT:PSS用于軟體機器人技術(shù)路線圖

論文從材料、制造、應(yīng)用三者的相互關(guān)系出發(fā)，重點聚焦可3D打印PEDOT:PSS基墨水的跨尺度設(shè)計機理與性能評估、導電聚合物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、先進打印技術(shù)和系統(tǒng)集成方面存在的機遇與挑戰(zhàn)，旨在推進軟體機器人的技術(shù)進步與應(yīng)用發(fā)展。該論文得到了國家自然科學基金，上海市科委“科技創(chuàng)新行動計劃”等項目的資助。

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

谷國迎教授團隊主要從事機器人學與軟體機器人技術(shù)方向的研究，近年來，主持承擔了國家杰出青年基金／優(yōu)秀青年基金、國家自然科學基金重大項目課題、國家重點研發(fā)計劃、上海市基礎(chǔ)研究重點等科研項目十余項，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：機器人研究所
供稿單位：機械與動力工程學院