電響應(yīng)離子軟致動器因其在軟機(jī)器人、仿生機(jī)器人、柔性電子產(chǎn)品和可穿戴設(shè)備的前景廣闊而引起了越來越多的關(guān)注。然而，現(xiàn)有的離子致動器仍然需要技術(shù)突破，以獲得更大的彎曲應(yīng)變、更快的響應(yīng)和出色的驅(qū)動耐久性。本文，浙江理工大學(xué)王帆特聘副教授、李秦川教授等研究人員在《Compos Sci Technol》期刊發(fā)表名為“Highly electro-responsive ionic soft actuator based on graphene nanoplatelets-mediated functional carboxylated cellulose nanofibers”的論文，研究報道了一種基于功能性羧化纖維素納米纖維（CCNF）摻雜離子液體（IL）和石墨烯納米片（GN）的高電響應(yīng)離子致動器。所提出的CCNF-IL-GN致動器在2.0 V和0.1 Hz下表現(xiàn)出15.71 mm（峰峰值）的大尖端位移，更快的上升時間（2.9s），寬頻率帶寬（0.1-3.0 Hz），顯著降低的相位延遲和長致動耐久性（98.6%保持3小時），而沒有致動響應(yīng)失真，所有這些都是由于設(shè)計的離子交聯(lián)電解質(zhì)膜的快速易離子遷移和大量的電荷傳輸能力，由CCNF納米纖維與IL和GN的強(qiáng)離子相互作用和交聯(lián)產(chǎn)生。此外，我們還研究了致動器的仿生應(yīng)用，如仿生花、仿生手指和仿生窗口。這些結(jié)果闡明了所設(shè)計的CCNF-IL-GN致動器在仿生機(jī)器人、軟機(jī)器人、可穿戴電子產(chǎn)品和生物醫(yī)學(xué)有源器件方面的巨大潛力。

 

　　2 圖文導(dǎo)讀

圖1.CCNF-IL-GN離子致動器的制備步驟示意圖
 

圖2.材料表征
 

圖3.CCNF-IL-GN執(zhí)行器的驅(qū)動響應(yīng)


圖4.設(shè)計的CCNF-IL-GN離子致動器的仿生應(yīng)用

        3 小結(jié)
 

 

        綜上所述，利用生物友好型CCNF、IL和GN開發(fā)了一種新型高電響應(yīng)離子軟致動器?；贑CNF摻雜IL和GN制備了CCNF的CCNF-IL-GN膜，具有離子傳輸快、電荷能力優(yōu)異的特點。研究了致動器的仿生應(yīng)用，如仿生花、仿生手指和仿生窗口。作者相信，CCNF-IL-GN致動器及其仿生設(shè)計將指導(dǎo)仿生機(jī)器人、軟機(jī)器人、柔性觸覺電子和生物醫(yī)學(xué)有源器件的進(jìn)步。文獻(xiàn)：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2022.109845