多响应软致动器比刚性执行器具有优势,例如重量轻、顺应性好和改进的可重构性,这些都是生命系统固有的。
近日,上海交通大学Chengyi Song,Tao Deng通过简单的滴铸法开发了基于石墨烯共轭聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)梯度薄膜不对称设计的多响应执行器。
文章要点
1)仿生驱动归因于PEDOT:PSS的吸湿膨胀特性和薄膜内石墨烯片的梯度分布,类似于自然界中一些植物的分层膨胀组织。石墨烯共轭 PEDOT:PSS (GCP) 执行器在水分、有机蒸汽、电热和光热加热等多重刺激下表现出可逆弯曲行为。
2)值得注意的是,由于 GCP 执行器的高电导率,在施加低至 1.5 V 的电压下,弯曲曲率达到 2.15 cm−1。为了模仿夜间植物的运动,我们制造了一种在阳光照射下展开花瓣的 GCP 人造花。 GCP 执行器还被展示为用于发光二极管的智能光控开关和用于热管理的智能窗帘。
3)GCP梯度薄膜不仅在柔性电子产品和能量收集/存储设备中展现出潜在的应用前景,而且多响应GCP执行器的简便制造也可能为软机器人、人造肌肉、可穿戴电子产品和智能传感器的发展带来启发。
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Wendong Liu, et al, Enable Multi-Stimuli-Responsive Biomimetic Actuation with Asymmetric Design of Graphene-Conjugated Conductive Polymer Gradient Film, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c05078
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c05078