低电压驱动的大变形应变电子离子软致动器在柔性电子、生物医学辅助设备和软机器人等领域具有良好的应用前景，有望成为高性能人工肌肉的候选产品。然而，同时提高驱动响应和长期稳定性以及优良的弯曲性能仍然是一个重大挑战。在这里，一种精心设计的离子交联纳米复合膜，由1D细菌纤维素(BC)纳米纤维和2D Ti₃C₂T_x MXene纳米材料组装而成，用于改善高性能电激活离子驱动器的约束离子传输。这种结合的协同作用所产生的3D互穿框架，不仅通过内在负电荷官能团的存在来提高离子选择性，而且还扩展了最初受限的路径，从而降低了离子转运的能量障碍。因此，软致动器的综合优越功能表现出0.88%的大弯曲应变和10.8 mm的尖端位移，超稳定的循环性能。此外，本文还展示了软驱动器作为驱动平板可变形镜三维自适应运动平台的跟踪光束的原型，展示了其在软机器人中的潜在应用，从而为驱动下一代复杂智能系统提供了可靠的解决方案。

 
图1. 基于dmso处理的PEDOT:PSS柔性电极的交联BC-IL-MXene纳米复合膜的制备路线示意图，以及具有超快速响应性能的离子诱导软致动器的驱动机制。

 
图2. BC-IL-MXene组装膜的形态特征。

 
图3. BC-IL-MXene纳米复合膜的理化和力学性能。

 
图4. 合成的纳米复合驱动器的机电性能。

 
图5。BC-IL-MXene驱动器的驱动性能。

 
图6. BC-IL-MXene电子离子驱动器的软机器人应用。
 
      相关科研成果由厦门大学微纳米科学与技术研究所Dezhi Wu等人于2023年发表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147246）上。原文：High-Performance electroionic artificial muscles boosted by superior ion transport with Ti₃C₂T_x MXene/Cellulose nanocomposites for advanced 3D-Motion actuation.
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723059776?via%3Dihub

转自《石墨烯研究》公众号


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