基于 MXene 纤维素纳米纤维 (CNF) 软执行器可开发结构的仿生动态矩阵,Advanced Functional Materials
基于 MXene 纤维素纳米纤维 (CNF) 软执行器可开发结构的仿生动态矩阵
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2024-03-07 , DOI: 10.1002/adfm.202400459
Tiantian Dai 1, 2 , Yanting Liu 3 , Dandan Rong 4 , Meng Wang 1 , Zhenkun Qi 1 , Yinling Zhao 1 , Xiandi Wang 2 , Qing Yang 1 , Lei Wei 3 , Mengxiao Chen 2
受自然生物体的启发，软执行器可以将环境刺激转化为机械变形，这使得它们在软机器人等各个领域的应用中不可或缺。 MXene在导电性、热效率、良好的分散性等方面表现出优异的属性，已成为高性能热执行器的首选材料。然而，单个执行器很难完成智能机器人系统实现的复杂任务。在此，利用 MXene-纤维素纳米纤维 (CNF) 软执行器的可开发结构提出了一种仿生动态矩阵。 CNF 的加入大大增强了 MXene 的机械性能。 MXene-CNF 薄膜具有比纯 MXene 薄膜（约 2%）更高的工作应变范围（约 14%）。设计的可展开结构完成了驱动运动。由于接触充电和静电感应之间的相互作用，传感层与驱动层的集成导致了极低的触摸检测极限 (0.3 kPa) 和加速的驱动反馈。开发了一个包含 3 × 3 个软执行器的响应动态矩阵，并具有闭环传感反馈功能，其开发类似于含羞草植物的行为。这种受含羞草启发的动态矩阵能够识别触摸刺激的来源并提供即时反馈。这项研究拓宽了增强软机器人系统适应性和智能性的潜力。
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更新日期：2024-03-07
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