一塊材料，通電后能自我變形、牢牢吸附物體、還能像手術刀般精准切割液滴。近日，中國科學院院士、西北工業大學教授張衛紅團隊與香港城市大學聯合團隊在國際期刊《科學進展》上發表論文，宣布成功研發出“電活性界面增強介電彈性體”（EIEDE）。這種新材料通過在介電彈性體中引入極性小分子添加劑，首次實現了大應變驅動、超強電吸附與可控電潤濕的協同集成，使得智能材料從被動的“結構部件”進化為主動的“交互界面”。

電活性聚合物是一類能夠在電場作用下產生大幅度形變的智能材料，分為離子型和電子型。作為電子型電活性聚合物的代表，介電彈性體已廣泛應用於人工肌肉、仿生機器人、可穿戴智能設備等核心場景。

但在西北工業大學機電學院教授張軍詩看來，這個看似成熟的應用版圖，其實還遠遠沒有激發材料的真正潛能。“過去十余年的研究，大多聚焦於材料的‘本征特性’——也就是它自己在電場下如何伸縮變形。”張軍詩說，“這其實低估了材料的潛力。”

他打了個比方：“一個人力氣再大，如果不知道怎麼和別人握手、擁抱，他的社交能力依然是零。材料也一樣，真正決定應用天花板的，往往是它如何與外界互動的‘界面’能力。”

基於這一思考，團隊跳出傳統框架，不再隻盯著材料的“體內”變形，而是轉向材料的“表面”社交。研究人員通過在介電彈性體中引入極性小分子添加劑，使材料在電場作用下具備了對固體和液體界面進行主動調控的交互能力。

在一場與行業傳統材料（P7670）的“吸力大比拼”中，EIEDE在一塊金屬網電極上的吸附強度達到了31.75千帕，是傳統材料的488倍。“不僅是平整表面，就連坑窪的金屬片、鏤空的金屬網甚至細細的金屬絲，它都能一把‘抓’住。”西北工業大學機電學院副教授劉磊說，“這為爬壁機器人吸附粗糙表面、工業機械臂無損抓取異形精密件提供了全新的想象空間。”

如果說強吸附是材料“手”的力量，那麼對液滴的操控，則展示了它“指尖”的靈巧。

實驗中，團隊展示了一場精妙的“液滴芭蕾”。當一滴水接觸材料正極時，其表面瞬間從疏水狀態轉變為極度親水，接觸角從83.15°驟降至9.92°﹔而接觸負極時，又產生抗電潤濕效應，液滴迅速回縮。

通過一個電場開關，就能對液滴的鋪展程度進行超大范圍的調控。劉磊表示，基於此原理開發的液滴吸附裝置，在施加電壓時吸附液滴，撤去電壓則釋放液滴，實現了液滴的穩定運輸。

利用正負極的差異和電極形狀的優化，團隊還實現了對液滴的精確“切割”。“這意味著我們可以在芯片上像剪刀裁布一樣，精准分配液滴。”西北工業大學博士研究生閆晗解釋道。團隊還進一步演示了多探針檢測：利用電潤濕誘導液滴變形、運輸、分割和錨定，將多個小液滴精准定位在不同的探針上，同步進行檢測，極大增加了感應面積。

西北工業大學研究生院院長、教授朱繼宏表示，這項研究有望促進材料從被動向主動轉型的智能化發展。“這為未來智能微流控平台的研發提供了全新思路，比如在生物醫療領域，可以實現微量樣本的自動分配與並行檢測。”閆晗補充道。（記者王禹涵、通訊員趙勇）