微流控湿法纺丝核壳弹性体纤维：集成传感与驱动功能的新型智能材料

来自多领域交叉团队的研究人员针对单纤维系统难以集成多功能的问题，开展了微流控湿法纺丝核壳弹性体纤维研究。该纤维通过液态金属（LM）纳米液滴导电核实现应变传感（150%应变下电阻变化达80%），液晶（LC）介晶外壳实现电热驱动（1.2 V电压下驱动应变达30%），成功构建了具备实时感知与主动调控能力的闭环控制系统，为智能纺织与软体机器人提供了创新解决方案。

　　

通过微流控湿法纺丝技术制备的核壳结构弹性体纤维，其导电核心由液态金属（LM）纳米液滴形成互联通路，可实现稳定的应变依赖性电阻传感（在150%应变下电阻变化达80%）；驱动外壳则通过液晶（LC）介晶的向列相-各向同性相转变实现高效电热驱动（在1.2 V工作电压下产生30%的驱动应变）。这种LM-LCE纤维展现出优异的可重复性、可调性、可控性与多功能特性。通过将传感与驱动功能集成于单根纤维，研究人员开发出闭环控制系统：利用实时电阻信号感知纤维长度变化，通过焦耳热效应驱动液晶相变，最终实现不同负重条件下目标纤维长度的自主维持。该核壳纤维的结构-功能一体化设计为多功能纤维的开发提供了新范式，在智能纺织、柔性电子和软体机器人等领域具有广阔应用前景。