一项由美国科学家领导的国际研究小组最近表示，他们成功研制出一种新型的铁电聚合物，能够高效地将电能转化为机械应变。这种铁电聚合物有望成为一种高性能的运动控制器（致动器），在医疗设备、先进机器人和精密定位系统等领域发挥重要作用，例如作为机器人的“肌肉”。这项研究成果已经发表在《自然·材料》杂志上。

　　铁电材料是一类在施加外部电荷时表现出自发电极化的材料。在相变过程中，这些材料的机械应变可以导致其形状和特征发生变化，因此可以用作致动器。致动器指的是在外部力（如电能）作用下可以发生形变的材料。

　　通常情况下，致动器材料比较坚硬，但铁电聚合物等软致动器具有更高的灵活性和环境适应性。聚合物是一类由许多相似单元结合而成的材料，DNA和尼龙就是聚合物的例子。与其他铁电材料（如陶瓷）相比，铁电聚合物能够产生更大的机械应变。此外，铁电聚合物还更加柔韧、成本更低、质量更轻，因此在软机器人和柔性电子产品等领域具有更大的应用前景。

　　这个研究团队指出，目前软材料致动领域面临两个主要挑战：提高软材料的受力能力和降低驱动场的需求。为了解决这些问题，他们开发了一种渗透性的铁电聚合物纳米复合材料PVDF/TiO_2，这是一种微型贴膜，附着在聚合物上。通过在聚偏二氟乙烯聚合物中掺入纳米颗粒，研究人员在聚合物内部创造了一个相互连接的电极网络，使得铁电聚合物的相变能在比通常所需低得多（10%）的电场下就能被诱导。因此，这种新材料可以应用于需要低驱动场的领域，例如医疗设备、光学设备和软机器人等。

　　研究人员指出，这项最新的研究让人们有望开发出软机器人的“人工肌肉”，这种新材料更接近于人类肌肉，不仅能够承受大的应变，还能够承受高负荷。这一研究成果为软机器人技术的发展带来了新的可能性。