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高等研究院先进材料研究团队特聘副研究员张春在Advanced Materials发表重要研究成果

文:蔡业新 来源:科技处(科技成果转化中心) 来稿单位审核:孔清泉发布时间:2026年03月31日

近日,我校高等研究院先进材料研究团队联合四川大学在材料科学领域国际顶级学术期刊Advanced Materials(中科院1区Top期刊,IF=26.8)发表题为"3D-Printed Dynamic Liquid Crystal Elastomer Composites with Adaptive Reconfiguration Showing Multimodal, Light-Driven, Strider-Inspired Locomotion at the Air-Water Interface"的高水平研究论文。特聘副研究员张春为该论文第一作者,王清远教授、杨莉特聘研究员为共同通讯作者,成都大学为第一单位。

自然界中的水黾能根据环境刺激灵活切换滑行、跃动等运动模式,展现出惊人的水面适应性。受此启发,研究团队利用先进3D打印技术,成功构建了一款名为“OptiLCE Strider”的仿生液晶弹性体(LCE)游泳机器人。该研究通过在LCE网络中集成光热填料碳纳米管(CNTs)与动态二硫键,克服了传统软体机器人难以在单一结构中兼顾多模态运动与复杂环境适应性的难题。这款机器人能精准响应环境光强变化,并自主切换三种截然不同的运动模式,包括马兰戈尼效应驱动的连续滑动、蒸汽波驱动的高速脉冲运动以及LCE材料可逆相变诱导的拍打运动。动态二硫键的引入,是机器人实现高度环境适应性的关键。在热诱导下,机器人可根据任务需求进行形态重塑,完成迷宫导航、货物捕获与运输、可编程旋转等复杂任务。此外,研究团队还设计了跨越障碍与跳跃脱困机制,使机器人在受阻或搁浅状态下,能通过光致弹性储能与瞬时释放实现“逃生”,其跳跃高度与距离分别可达自身长度的6倍和3.3倍。该成果实现了生物启发设计、智能材料与先进增材制造技术的深度融合,为在液体界面执行任务的智能无人系统、软体机器人及仿生工程领域开辟了全新的研究路径。


Advanced Materials由国际知名出版机构Wiley出版,是中科院一区TOP期刊及自然指数(Nature Index)重点收录期刊,也是材料科学领域最具影响力的国际顶级期刊之一。该期刊长期关注功能材料、智能材料与先进制造等前沿研究方向,在全球材料科学及交叉学科领域具有极高的学术影响力。


论文链接: http://doi.org/10.1002/adma.202523039

编辑:闵秀玲责编:吕佳

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