SMA 通常以两种方式使用:要么利用形状记忆效应,要么利用热或应力诱导的马氏体相变提供的超弹性行为。在 TiNi 基 SMA 中,可实现高达 8% [19] 的可逆固有应变,而利用形状记忆效应则需要加热到高温相奥氏体才能可逆地恢复变形。超弹性合金的可逆伪弹性行为与应力诱导的马氏体相变有关,从奥氏体到马氏体。在这种情况下,只需移除施加的载荷即可实现可逆性。根据应用的要求,SMA 的转变温度可以通过热处理或改变成分来调整。[20–22] Chluba 等人。研究表明,三元形状记忆合金 TiNiCu 即使在 1000 万次超弹性循环后也不会出现疲劳,[23] 这使得这种合金成为皮肤电子(应用于皮肤的可拉伸电子产品)等应用的良好候选材料,其中肘部或膝盖处的设备可能会经受大量循环和大应变。嵌入聚合物中的传统金属(如铜)的循环行为已被研究,结果显示应变高达 5% 时就会出现裂纹。[24] 在人体应用中
可穿戴电子系统的快速发展需要一种可持续的能源,这种能源可以从周围环境中获取能量,而不需要频繁充电。压电聚合物薄膜具有柔韧性、良好的压电性,以及由于其固有极化而具有的与环境无关的稳定性能,是制造压电纳米发电机 (PENG) 以从环境中获取机械能的理想选择。然而,由于分子极化和不可拉伸性,它们的大部分应用仅限于基于 3-3 方向压电效应的按压模式能量收集。在本研究中,通过在基于聚合物薄膜的 PENG 上 3D 打印拉胀结构,PENG 的弯曲变形可以转化为良好控制的平面内拉伸变形,从而实现 3-1 方向压电效应。首次将膨胀结构的同向弯曲效应应用于柔性能量收集装置,使以前未开发的薄膜弯曲变形成为一种有价值的能量收集装置,并将 PENG 的弯曲输出电压提高了 8.3 倍。膨胀结构辅助的 PENG 还被证明是一种传感器,可通过安装在人体和软机器人手指的不同关节上来感应弯曲角度并监测运动。