如今，軟機器人、醫療設備和穿戴式裝置在我們的日常生活中已屢見不鮮。韓國科學技術院的研究人員利用離子聚合物人造肌肉製造了一種流體開關。這種開關以超低功率運行，同時產生的力是其自身重量的34 倍。流體開關旨在引導流體流動，將其引向特定方向以啟動不同的運動。

研究人員利用離子聚合物人造肌肉開發了一種軟流體開關，它能以超低功率運行，產生的力是其重量的34 倍。這項突破透過精確控制狹窄空間中的流體流動，為軟機器人、生物醫學設備和微流體技術提供了潛在應用。上圖描述了在超低電壓下使用軟流體開關分離液滴的過程。資料來源：KAIST 軟機器人與智慧材質實驗室

韓國科學技術院（KAIST）（院長Kwang-Hyung Lee）1 月4 日宣布，由機械工程系IlKwon Oh 教授領導的研究小組開發出了一種軟流體開關，它能在超低電壓下工作，並能在狹窄空間內使用。

現代科技中的人造肌肉

人造肌肉模仿人類肌肉，與傳統馬達相比能提供靈活自然的運動，是軟體機器人、醫療設備和穿戴式裝置的基本元素之一。這些人造肌肉會根據電、氣壓和溫度變化等外部刺激產生運動，而要利用人造肌肉，就必須精確控制這些運動。

基於現有馬達的開關因其剛性和體積大而難以在有限的空間內使用。為了解決這些問題，研究團隊開發了一種電離子軟致動器，即使在狹窄的管道中也能控制流體流動，同時產生較大的力，並將其用作軟流體開關。

合成pS-COF 並將其用作電活性軟流體開關的普通電極-電解質宿主。A) pS-COF 的合成示意圖。B) 電化學軟開關的工作原理示意圖。C) 使用基於pS-COF 的電化學軟開關在動態操作中控制流體流動的原理圖。資料來源：KAIST 軟機器人與智慧材質實驗室。

研究團隊開發的離子聚合物人工肌肉由金屬電極和離子聚合物組成，在通電後會產生力量和移動。人工肌肉電極表面由有機分子組合而成的多磺化共價有機框架（pS-COF）被用來以超低功率（~0.01V）產生相對於其重量的巨大力量。

結果製造出的厚度為180 微米、細如髮絲的人造肌肉在啟動平滑運動時產生的力比其10 毫克的輕重量大34 倍以上。因此，研究小組能夠以較低的功率精確控制流體的流動方向。

領導這項研究的IlKwon Oh教授說：”以超低功率運行的電化學軟流體開關可以為基於流體控制的軟機器人、軟電子學和微流體學領域帶來許多可能性。從智能纖維到生物醫學設備，這項技術有可能立即在各種工業環境中投入使用，因為它可以輕鬆應用於我們日常生活中的超小型電子系統。”

編譯自/ scitechdaily