磁性軟材料因其非系留的驅動方式、低時延的響應特性與良好的機械順應性，在流體操控、可穿戴電子、生物醫療機器人等多個前沿領域中展現出獨特的優勢。這類材料通常由磁性組件與柔性基底構成，磁性組件的磁化方向與空間排布不僅決定了材料本征的磁場分布，還影響材料在外部磁場作用下產生的局部磁體積力與力矩。這些物理量共同驅動材料實現復雜的運動與形變，并賦予其基于磁場與外部系統無線交互的能力。因此，為推動該領域持續發展，實現磁性軟材料內部磁化分布的高精度時空調控至關重要。
近日，香港大學與香港理工大學聯合研究團隊在《Advanced Materials》上發表綜述文章，題為 “Spatiotemporal Modulation of Magnetization in Magnetic Soft Materials”。文章系統介紹了磁性軟材料的基本構成，全面梳理了當前主要的空間與時空磁化調制技術，深入分析了其在流體控制、生物醫療和可穿戴電子等方向的典型應用，總結了當前該領域面臨的技術挑戰，并展望了其未來的發展方向與潛在機遇。香港大學博士生鄧啟宇為論文的第一作者，香港大學博士畢業生李禾耕為論文的共同第一作者，香港理工大學王立秋講席教授、張藝媛助理教授、香港大學尹曉波教授為論文的通訊作者。
圖1 軟材料中的時空磁化調制概述
圖2 磁性材料基本分類及其在不同磁場下的磁響應特性
圖3 軟材料和磁性軟材料系統簡介
圖4 基于模板的空間磁化調制技術
圖5 基于模塊化組裝的空間磁化調制技術
圖6 基于3D打印的空間磁化調制技術
圖7 基于手動重組裝的時空磁化調制技術
圖8 基于克服矯頑力的時空磁化調制技術
圖9 基于動態邊界的時空磁化調制技術
圖10 時空磁化調制軟材料在流體操控領域的應用
圖11 時空磁化調制軟材料在生物醫療領域的應用
圖12 時空磁化調制軟材料在可穿戴電子領域的應用
磁性軟材料作為力學、機械工程與材料科學深度交叉的研究熱點，其核心挑戰在于實現對磁化分布的高精度時空調控。本文系統回顧了當前主流的調控策略與技術路徑，并重點梳理了其在流體操控、可穿戴電子和生物醫療等典型應用中的關鍵作用。本文有望為該領域的基礎研究與應用轉化提供堅實的理論支撐和詳實的技術參考。
論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202506342
