OmniFibers 智能面料：传感与驱动的集成实现

研究人员开发了一种名为 OmniFibers 的新型纤维，该纤维包含一个中心流体通道，使其能够充当人工肌肉。这种纤维的结构设计使其具备了传感和驱动的统一能力。具体来说，其复合纤维包含多个层次：最内层是流体通道，用于容纳工作流体；通道周围有硅基弹性体管来控制工作流体的流动；此外，纤维中还嵌入了可拉伸传感器，用于检测应变变化，并通过电阻变化来测量拉伸程度。为了控制纤维的外部尺寸，还使用了编织聚合物可拉伸外网，并用非拉伸的丝状物提供整体可伸展性的机械约束。这些纤维最终可以被缝制、编织或针织到各种织物形式中，兼容标准商业机器的工艺。这种设计使得该纤维既能感知拉伸或压缩的程度，又能通过激活流体通道（例如，通过加压和释放压缩空气或水）来产生物理驱动力，使其表现出人工肌肉的行为。这种多层结构使其在实现传感和驱动的统一方面具有潜力，并且其外层材料基于与普通聚酯相似的材料，使其与人体皮肤兼容。