近日，机自学院上海市智能制造及机器人重点实验室林杨乔副教授、金滔副教授、李龙教授、田应仲教授团队，在nature旗下期刊《NPJ Flexible Electronics》上，以上海大学为第一完成单位发表题为“Winding Printed Electrode Patterns to Customize Soft Fiber Pumps”的研究成果。我院硕士研究生齐雨璇、副教授金滔为论文共同第一作者，林杨乔副教授为论文通讯作者。

在柔性流控系统领域，驱动器通常难以同时兼顾轻量化、静音与高性能等优势。纤维状电流体动力（EHD）泵虽具有较好的综合性能，但受限于传统加工工艺，其电极图案、截面形状与泵体结构难以灵活定制，限制了性能与功能的进一步突破。上海大学智能结构与共融机器人实验室田应仲教授团队提出了一种“缠绕印刷电极”制造策略，通过“印刷－缠绕-热塑定型”的简易工艺，实现了纤维泵电极布局与泵体结构的多维自由定制。该策略不仅大幅提升了泵的输出性能，还赋予其旋流分离、贴合冷却等全新功能，实现了性能与功能的双重突破，为下一代软体流控技术提供了广阔的想象空间。

研究亮点：

（1） 制造工艺创新：提出“缠绕印刷电极”新策略。针对现有纤维泵加工受限的问题，团队开发了“印刷电极-缠绕轴体-热缩封装”的简易制造方法（CSFP）。该方法打破了传统工艺束缚，成功解锁了电极图案、泵体直径、截面几何形状以及整体弯折形状的“多维可定制性”，为纤维泵的结构设计提供了极高的自由度。

（2） 输出性能突破：压力梯度与比流量显著提升。得益于电极结构与截面参数的灵活定制，所制备的CSFP在保持柔顺性与高集成度的同时，依旧具有高性能输出能力。实验表明，优化后的器件实现了高达 1.39 kPa/cm 的压力梯度和 160 mL/min/g 的比流量，相较于现有纤维泵分别提升了 15.8% 和 29.8%。

（3） 应用功能拓展：解锁旋流分离与贴合冷却新场景。定制化特性赋予了CSFP功能适应性。通过改变电极设计，实现了类似工业旋流器的“轴向旋流驱动”，可用于液体杂质分离；通过定制截面几何，泵体能紧密贴合复杂曲面，显著提升了局部冷却与传热效率。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41528-025-00461-0