AFM：用于仿生软机器人应用的高性能 MXene/碳纳米管电化学致动器

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发布时间：2024-07-19
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离子电化学致动器通过电化学诱导离子迁移将电能转化为机械能，在仿生软体机器人中展现出巨大潜力。然而，由于电极材料和致动器性能的影响，它们的应用仍然受到限制。

鉴于此，中国科学院上海硅酸盐研究所王冉冉、合肥工业大学胡颖等人开发了一种基于MXene/碳纳米管（CNT）异质结构电极的离子致动器，并实现了模仿人类的灵巧触摸操作。

在这种MXene/CNT异质结构中，一维CNT化学互连成层状二维MXene纳米片，增加了它们的层间距，提高了机械稳定性，并提高了比表面积，从而有利于离子迁移和存储以及电化学驱动。因此，MXene/CNT致动器可以在2.5 V电压下输出优异的机械变形，包括大的峰峰值变形（位移24 mm，应变1.54％），宽频率响应（0.1–15 Hz），大的力（5 mN）和良好的循环稳定性。

该执行器可用于构造人造手指，在易损的智能手机屏幕上实现轻柔、多点、可变频率和协同触摸，包括按电话号码拨打电话和敲击电子鼓。特别是，该手指可以以高频率（13 Hz）敲击鼓面，超过了真人手指可以达到的敲击频率，这展示了其在人机交互中的应用前景。

参考文献：

W. Zhang, K. Jin, Z. Ren, L. Li, L. Chang, C. Zhang, R. Wang, B. Li, G. Wu, Y. Hu, High-Performance MXene/Carbon Nanotube Electrochemical Actuators for Biomimetic Soft Robotic Applications. Adv. Funct. Mater. 2024, 2408496.

https://doi.org/10.1002/adfm.202408496

信息来源：能源技术情报

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