氣相納米材料在人形機器人多場景應用，從仿生技術到智能核心

2025年春節，人形機器人登上央視春晚，從那時起人形機器人概念開始步入大眾視野，并逐步引爆資本市場。在市場應用預期中，人形機器人在工業生產、商業服務、醫療康養、家庭服務和高危作業救援等領域具有靈活性和多功能性，滿足社會需求，有利于提升工作效率和降低成本，保障人類安全。同時，在人形機器人各類組件，例如仿生皮膚和觸覺傳感材料、柔性關鍵與驅動部件、密封膠和粘合劑、涂層和表面處理、電子封裝和熱管理、輕量化結構材料等領域，氣相納米材料可發生多場景應用。

氣相二氧化硅（氣相法白炭黑）是一種白色、無毒無味、無定形結構的納米新型無機材料，因其獨特的物理化學性質，如粒徑小、高比表面積、表面活性高、化學性質穩定等特點，使其具有優異的增稠、觸變和補強性能，并在人形機器人領域具有廣泛的應用潛力。

氣相法納米氧化鋁是一種氣相法合成的高比表面積超細粉末。由于其具有純度好、化學穩定性好、表面正電荷特性以及薄膜可見光透過、紫外阻隔作用，在鋰電池、粉末涂料、隔熱材料、熔噴料駐極母粒、照明行業、打印相紙等領域中具有特殊的應用性能。

氣相法納米二氧化鈦具有超細粒徑、高純度以及獨特的銳鈦型與金紅石型混合晶體結構特點，該產品適用于催化和光催化領域，同時也可以作為有效的紫外光屏蔽材料。在自清潔建筑材料、太陽能電池、硅橡膠、陶瓷和金屬材料、鋰電池、各類殺菌劑和化妝品等領域中有著廣泛應用。

一、仿生皮膚和柔性關節

仿生皮膚和柔性關鍵主要成份常采用硅橡膠材料，而硅橡膠則因柔軟親膚、耐高低溫、生物相容性好的熱點是人形機器人中不可替代的重要組成部分。氣相納米材料是硅橡膠的重要填充材料，氣相二氧化硅可通過其表面的硅羥基與硅橡膠形成三維網絡結構，增強材料的物理性能，顯著提升硅橡膠的抗拉強度、耐磨性和機械性能，可使材料具備更高的柔韌性、抗疲勞性和耐用性。同時，氣相二氧化硅能夠高度保持硅橡膠原有的透明度，更適合仿生皮膚設計理念。

同樣，人形機器人的關節需要良好的潤滑以確保靈活運動和減少磨損。氣相二氧化硅可以添加到潤滑油或潤滑脂中，形成一種具有良好潤滑性能和抗磨損性能的潤滑涂層。它可以在關節表面形成一層均勻的保護膜，降低摩擦系數，減少能量損耗，提高關節的運動效率和壽命。

二、密封膠和粘合劑

人形機器人的密封性和結構穩定性依賴高性能粘合劑，機器人常采用金屬、塑料、復合材料等異種材料，在運動過程中，很容易出現部件松動或是疲勞損壞。加入氣相二氧化硅的密封劑和粘合劑具有高強度粘接效果，保障機器人的結構穩定性，確保運動精度和耐久性。同時氣相二氧化硅良好的流變控制效果可使密封劑和粘合劑更好在復雜工況下進行施工，提高機器人組裝效率。

三、涂層和表面處理

涂層與表面處理是人形機器人技術中提升性能、保障功能和延長壽命的關鍵環節，其作用貫穿設計、制造到應用的整個生命周期。氣相二氧化硅對于涂層防水、防腐蝕、熱穩定性和耐磨性等方面具有良好的提升作用。納米級的疏水型氣相二氧化硅可在涂層表明形成超疏水表面，阻止液體和顆粒物侵入關節、傳感器等敏感部件。其次，氣相二氧化硅可阻止涂層內部防腐蝕有效成份沉降，使其發揮作用，減少電化學腐蝕。同時氣相二氧化硅可提升涂層表面耐磨性，
減少摩擦損耗，延長使用壽命。

四、電子封裝和熱管理

在人形機器人電子封裝和熱管理中，氣相二氧化硅可增強封裝材料的機械性能，如硬度、韌性和抗沖擊性，有效保護內部電子元件免受外界機械應力的影響，提高機器人在運動過程中電子設備的可靠性。此外，氣相二氧化硅導熱系數低，氣相二氧化硅可以作為散熱涂層的添加劑，在電子設備表面形成一層均勻的散熱涂層。該涂層不僅能提高表面的熱輻射率，促進熱量的輻射散熱，還能起到一定的隔熱作用，減少熱量向周圍環境的傳導。

五、輕量化結構材料

輕量結構材料是人形機器人設計核心要求，是實現高效運動、提升續航和拓展應用場景關鍵技術之一。在碳纖維或玻璃纖維復合材料中加入氣相二氧化硅，可降低材料的密度，減輕機器人的重量，并改善復合材料強度和硬度，推動人形機器人輕量化結構材料更高效、更智能。

六、電源系統和續航

人形機器人的電源系統和續航是動力系統輸出的有力保障，在鋰離子電池中加入氣相法納米氧化鋁，可提升電極材料、隔膜材料和電解液助劑性能，有助于提升電池容量，延長電池的循環壽命，延長電源續航，并提高電池的安全性，為人形機器人提供高效、安全、持久的電力支持。

綜上所述，氣相納米材料以其獨特的物理、化學特性，正在成為人形機器人技術升級的新引擎、新動能。從運動系統、感知系統、能源系統到智能決策系統，氣相納米材料的應用為人形機器人帶來了輕量化、高強度、高靈敏度、高效率等多重優勢。隨著材料科學、制造工藝和人工智能技術的不斷進步，氣相納米材料將在人形機器人領域發揮更加重要的作用，推動人形機器人技術向更高水平邁進，為人類的生產生活帶來更加深遠的影響。