ACS Nano:一种基于自然光波动驱动的非对称微结构Ti3C2Tx MXene薄膜的自运动软致动器
Nanoyu Nanoyu 2021-03-03


软致动器和微型机器人在工业、环境和军事领域具有巨大的应用潜力,它们可以在没有人工能源供应和干预的情况下自发地、连续地运动。

近日,合肥工业大学Ying Hu,中科院上硅所王冉冉,南京工业大学武观报道了一种具有非对称层状微结构的仿生MXene基双晶片致动器,它可以利用自然光实现定向自运动。

文章要点

1研究人员制备了一种独立的MXene薄膜,它具有增加的和不对称的层状微应力,将偶联剂加入到MXene纳米片中。由于MXene纳米片具有良好的光热效应,增大的层间距有利于水分子的插层/脱层并引起可逆的体积变化,以及不对称的微结构,使得该薄膜表现出宏观快速响应的光驱变形。在此基础上,研究人员制作了一种对太阳能具有超高响应的柔性双晶片致动器,该致动器具有超大振幅和快速响应(1 s内346°)的自然光驱动特性。

2利用双晶片致动器响应日照强度变化的连续弯曲变形和尺寸虫的仿生设计来矫正重复弯曲变形,研究人员构建了一种无人工能量和控制的蠕虫状软机器人,并实现了其定向自运动。此外,还开发了用于提升由自然光驱动的物体的软臂,以及与服装结合并在自然阳光下产生三维变形的可穿戴智能装饰品。

研究结果为开发天然光驱动的软致动器提供了一种策略,并展示了该光致动器在阳光驱动的软仿生机器人、空间智能太阳能驱动设备和可穿戴服装等领域的广阔应用前景。

 

参考文献

Ying Hu, et al, Self-Locomotive Soft Actuator Based on Asymmetric Microstructural Ti3C2Tx Mxene Film Driven by Natural Sunlight Fluctuation, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c10797

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c10797


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