德國薩爾大學教授史蒂芬·塞萊克（Stefan Seelecke）和保羅·莫茨基教（Paul Motzki）領導的研究團隊，在材料科學領域取得了突破性進展。他們成功研發出一種多功能薄膜，這種薄膜的厚度僅比家用保鮮膜略厚，卻能為物品賦予全新功能，同時實現能源的高效利用。
該薄膜的獨特之處在於，當它被應用於可穿戴紡織品時，能夠移動並貼合在皮膚上，提供豐富的觸覺反饋。這種技術通過模擬紋理、衝擊等物理感覺，增強了 VR 體驗的真實感。
薄膜的每一面都塗有導電層，當施加電壓時，這些導電層會相互吸引，導致聚合物壓縮並向側面膨脹，從而增加其表面積。研究人員通過改變外加電場，能夠精確控制薄膜的運動，創造出一種輕便而高效的致動器。
這種介電彈性體（DE）塗層薄膜的運動可以被精確控制，實現緩慢或快速的運動，或以特定頻率振動。此外，薄膜還可以在不需要持續電能供應的情況下保持固定位置，這進一步提高了其能源效率。
研究團隊正在利用這種電活性聚合物薄膜開發全新的驅動系統，該系統無需額外的傳感器即可實現控制。他們通過測量每個變形的精確電容值，並利用這些數據訓練人工智慧模型，從而能夠對薄膜的運動進行編程，使其按照預定方式彎曲、保持形狀或以特定頻率振盪。
為了進一步提高薄膜的性能，研究團隊正在探索使用具有更高導電性的超薄金屬塗層取代炭黑層。這種超薄金屬塗層不僅使薄膜致動器更加節能、功率損耗更低，而且由於接觸電阻的減少，還提高了其整體效率。團隊採用了一種特殊的雷射技術，能夠在塗層內實現更小的結構尺寸，從而顯著提高了電極之間的間距精度。
然而，研發過程中也面臨著一些挑戰。由於整個薄膜需要經歷顯著的拉伸，而新金屬塗層的引入在一定程度上阻礙了薄膜的變形。為了平衡固體金屬導電層和柔性聚合物基板的性能，團隊採用了一種特殊的濺射材料沉積技術，將僅 10 納米厚的導電層沉積在彈性體表面，這一厚度比人的頭髮薄一千多倍。
據悉，該團隊將在今年的漢諾威工業博覽會上展示相關技術，並在紡織腕帶上展示一種新型傳感器元件。這一創新成果有望為 VR、可穿戴設備等領域帶來革命性的變化，為用戶帶來更加真實、沉浸式的體驗。
