实验室具身智能器件热管理研究取得重要进展

    在具身智能快速发展背景下，机器人与可穿戴系统在复杂形变中运行，热积累成为关键瓶颈。然而，材料高导热性与柔性难以兼得，聚合物导热低，而金属缺乏形变适应性，限制了材料相关应用。

针对这一问题，闽都创新实验室林悦团队提出耦合“氢键网络”与“液态金属导热网络”的界面调控策略，通过调控聚氨酯氢键密度并在液态金属表面引入–NH₂基团，建立稳定界面氢键作用，使聚合物链由无序向有序转变，并提升界面连接性，实现“结构—界面协同演化”。在外加应变下，液态金属微滴发生取向排列，氢键网络同步重构，形成高度连通的各向异性导热通路，构建可动态重构的导热体系，实现材料在形变过程中的导热自适应增强。

研究结果表明，液态金属-聚氨酯复合材料（LiMPuC）在46 vol%填充下热导率达4 W m^-1 K^-1，在400%应变下提升至23.42 W m^-1 K^-1（约6倍增强），同时保持优异柔性。红外热成像显示，其在弯曲、扭转等条件下仍具高效导热能力，性能优于不锈钢。该工作揭示了“氢键网络—界面耦合—形变响应”的导热调控机制，实现了柔性与高导热的协同突破，为具身智能系统的自适应热管理提供了新的材料策略。

图1：液态金属-聚氨酯复合材料（LiMPuC）的设计原理示意图。

研究成果以“Flexible rubber with metal-like thermal conductivity achieved via hydrogen bonding engineering”为题发表在《Nature Communications》，第一作者为硕士研究生刘溪瑞，通讯作者是林悦研究员。

   文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-71056-0