2021年05月08日晚上7点，材料学院学术论坛博士宣讲会在四号楼323成功举办。此次宣讲会邀请到乔健博士为同学们讲解相关的研究课题，共计220名同学参加了此次活动。

乔健博士展示的课题是《碳纳米管纤维离子型智能人工肌肉的制备及性能研究》。首先，乔健博士为我们介绍了课题的研究背景：人工肌肉是一种在外界环境刺激下能够模仿生物体产生动作和感知的智能材料和装置。人工肌肉纤维材料包括碳纳米管纤维、石墨烯纤维、聚合物纤维等。而人工肌肉评价的最优性能指标分别为，运动形式：收缩、转动；收缩率：78%（生物肌肉为20%左右）；输出比能量密度50倍于人体肌肉；输出比功率密度80倍于骨骼肌；转换效率：6%；操作频率>20HZ；转动速率最高达11,500 rpm；驱动方式：热、电、吸附、浸润等。紧接着，乔健博士围绕他的课题分别从碳纳米管/石墨烯混杂纤维人工肌肉制备、人工肌肉离子驱动性能分析和离子驱动机理及性能强化机制分析这三个方面展开进行了讲解。

在制备上，他指出随石墨烯含量增加，人工肌肉离子响应驱动收缩率先增大后减小，其与不同含量石墨烯在CNT膜表面分布状态有关。在离子驱动响应上，人工肌肉的收缩率、质量收缩功、收缩应力均随预应力增大而先增大后减小；最大质量收缩功236 J/kg，最大收缩应力14 MPa。在机制方面指出，片层石墨烯和双卷曲工艺形成的多孔隙层状结构有利于离子在纤维内部快速插入或脱出；石墨烯的引入提高了人工肌肉的电化学电容；石墨烯调控人工肌肉的电负性，具有一定的离子种类的选择识别性。

最后乔健博士向同学们讲解了该课题的前景意义：制备低驱动电压、大驱动量、大做功能力、生物相容的离子型纤维人工肌肉具有重要的科研价值和应用前景，未来有极大潜力应用在可植入式医疗器械、仿生机器人、水下操作机器人等领域。

本次博士宣讲会在同学们的掌声中落下帷幕。乔健博士精彩的演讲令同学们受益匪浅。通过本次活动，同学们对高碳纳米管纤维离子型智能人工肌肉的制备及性能研究有了深入透彻的了解，提升了同学们的科研兴趣，同学们在宣讲会结束后也进行了讨论交流，相信对同学们日后的科研生活有关键启发作用。

图/文：叶红利