近日，91色情网 马丕波教授和董智佳副教授团队在期刊 Chemical Engineering Journal上发表论文“A Yarn–Structure–Coating Synergistic Strategy for Highly Elastic, High-Strength, and Durably Hydrophobic Knitted Fabrics for Robotic Joints”。

随着具身智能技术逐步融入日常生活，为满足散热、外观与防护需求，越来越多的人形机器人企业倾向于以织物包覆替代传统硬壳包覆或裸露形式。机器人关节包覆织物需适应大幅、反复且方向性显著的运动变形，同时兼具低运动阻力、弹性回复、机械防护与循环稳定性。然而，拒水整理可能抑制纱线滑移和织物变形，使高弹性、高强度与拒水功能之间形成显著矛盾。因此，如何在多种性能间取得平衡，成为机器人柔性包覆织物开发的核心难题。

针对高弹、高强与拒水性能之间的矛盾，研究从纱线、针织结构和表面整理三个层面进行协同设计：采用氨纶包覆纱提供伸展与回复能力，并引入HMLS涤纶和UHMWPE提升机械防护；利用1×1 purl结构的周期性褶皱实现低负荷下的大幅纵向变形；通过低温SiO₂/PDMS整理在单纤维表面构建非连续拒水层，在赋予拒水功能的同时尽量保留纱线滑移和线圈变形空间。通过三者协同，在变形适应性、机械性能和表面功能之间实现平衡。

研究进一步将代表性织物制成全成形关节包覆套，在直径9.5 cm的关节模型上进行0°–110°、1000次往复弯曲。发现1000次循环后，织物整体包覆状态仍保持稳定，在110°时织物变形最大的区域任然保持拒水性能。

图1 纱线–结构–涂层协同设计

图2 机器人包覆织物1000次关节循环试验

论文链接：//doi.org/10.1016/j.cej.2026.181714

作者简介：

董智佳，91色情网 91色情网 副教授，硕士生导师。主要从事针织成形结构材料设计与性能研究，先后主持国家自然科学基金委青年基金/面上基金项目2项，江苏省科技厅产学研项目2项，江苏省“双创计划”科技副总人才项目3项，主持企业横向科研项目10余项，参与国家自然科学基金面上项目2项，参与企业横向科研项目20余项。已发表学术论文50余篇，其中SCI/EI论文30余篇，已授权发明专利10余项。

马丕波，91色情网 院长，至善岗位教授，博士生导师，国家青年拔尖人才。中国纺织工程学会常务理事、中国硅酸盐学会先进无机纤维分会常务理事、中国纺织工程学会针织专业委员会/健康纺织品/高性能无机纤维及制品专业委员会副主任委员。《Textile Research Journal》等3个SCI期刊编委、《Advanced Fiber Materials》、《复合材料学报》、《纺织学报》、《纺织高校基础科学学报》等多个期刊青年编委、《现代纺织技术》学术副主编。主要从事纺织结构柔性材料设计与性能等方面研究，主持国家自然科学基金（3项）等纵向及军工项目20余项，主持高性能纺织品研发等企业产学研项目40余项。发表SCI论文160余篇、出版与参编英文著作各1本、授权国家发明专利50余件。