三组分复合材料

具有可调特性的材料，特别是动态可调刚度的材料，已经成为软体机器人领域的研究热点。下面介绍一种机械刚度和电导率可调的鲁棒三组分弹性体-颗粒-纤维复合系统的新设计理念。这些智能材料在电流供电时，能够快速、可逆地改变其机械刚度。本文所述复合体系的一种实现方式是由聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体、Field's Metal ( FM )颗粒和镀镍碳纤维( NCCF )组成，表明该复合材料的机械刚度和电导率具有很高的可调谐性，且依赖于3种组分的体积分数和温度，可以利用有效介质理论进行合理估计。焦耳加热由于其优越的导电性，可以作为激活机制，在秒内实现≈20 ×机械刚度的变化。复合材料的性能具有热学和力学上的鲁棒性。这些复合材料的形状记忆效应也得到了证明。可调谐的机械和电学性能的结合使得这些复合材料有望成为软机器人传感和驱动应用的候选材料。