电离子软致动器能够连续变形,取代不合规的刚性机械部件,在下一代元宇宙接口和软机器人领域引起了越来越多的兴趣。
于此,韩国科学技术院Il-Kwon Oh等人报道了一种用于超稳定电离子人工肌肉的新型MXene(Ti3C2Tx)电极锚定锰基1,3,5-苯三甲酸金属有机骨架(MnBTC)。
通过简单的超分子自组装,Ti3C2Tx MnBTC杂化纳米结构与聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)的导电聚合物形成配位键、氢键和亲水性相互作用,从而形成机械柔性和电离子活性电极。电极优异的电气和电化学性能源于MnBTC的本质分层纳米结构和Mxene的快速电子传输行为之间的协同效应,导致离子在离子交换膜中快速扩散和调节。
发现基于Ti3C2Tx MnBTC开发的人工肌肉在低驱动电压(0.5 V)下表现出高弯曲位移(12.5 mm)和超快响应时间(0.77 s),以及宽频率响应(0.1–10 Hz)和优异的稳定性(在43200 s时保持98%),而不会对致动性能造成任何失真。此外,设计的电激活人工肌肉被成功地用于演示玩偶中的眼球运动,包括眨眼和眼球运动。
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Garai, M., et al., Metal Organic Framework-MXene Nanoarchitecture for Fast Responsive and Ultra-Stable Electro-Ionic Artificial Muscles. Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2212252.
https://doi.org/10.1002/adfm.202212252