可焊接、坚固的MXene-CNTs混合薄膜多刺激响应执行器
刺激响应型执行器是一种新型功能性器件，能够感知外部刺激并产生特定形变响应。MXene凭借其独特的二维结构和高效的能量转换效率，在传统器件领域实现了突破，展现出开发多种刺激响应执行器的巨大潜力。然而，纯MXene薄膜存在氧化敏感性和剪切应力脆弱性等缺陷，制约了其实际应用。通过复合改性和结构设计策略，我们成功制备出三层结构的MXene-碳纳米管复合薄膜（tHCM），其拉伸强度和断裂应变分别达到153.8 MPa和4.65%，较原始薄膜分别提升598.4%和226.8%。同时，该薄膜展现出优异的稳定性，这得益于氢键作用和致密结构的协同增强效应。这种复合薄膜具有独特的拼接特性，可轻松实现复杂结构的组装。在电/光热转换性能方面，该薄膜在低电压（2.5 V）下可达到250°C的温度，而在150 mW cm⁻²红外光照射下可实现110.6°C的温度。通过利用热化学金属（tHCM）与热塑性薄膜之间的热膨胀差异，我们成功开发出一种集成化、柔性且可焊接的新型执行器，其独特的电光响应特性使其能够实现多种仿生驱动应用，特别是光介导的层级化传输和沿预定轨迹的精准运动。这项研究不仅为MXene复合薄膜的改性提供了有效策略，还推动了新型执行器的设计创新，为刺激响应型驱动机器人和货物运输等领域带来了广阔的应用前景。
技术来源：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.08.062
刺激响应型执行器是一种新型功能性器件，能够感知外部刺激并产生特定形变响应。MXene凭借其独特的二维结构和高效的能量转换效率，在传统器件领域实现了突破，展现出开发多种刺激响应执行器的巨大潜力。然而，纯MXene薄膜存在氧化敏感性和剪切应力脆弱性等缺陷，制约了其实际应用。通过复合改性和结构设计策略，我们成功制备出三层结构的MXene-碳纳米管复合薄膜（tHCM），其拉伸强度和断裂应变分别达到153.8 MPa和4.65%，较原始薄膜分别提升598.4%和226.8%。同时，该薄膜展现出优异的稳定性，这得益于氢键作用和致密结构的协同增强效应。这种复合薄膜具有独特的拼接特性，可轻松实现复杂结构的组装。在电/光热转换性能方面，该薄膜在低电压（2.5 V）下可达到250°C的温度，而在150 mW cm⁻²红外光照射下可实现110.6°C的温度。通过利用热化学金属（tHCM）与热塑性薄膜之间的热膨胀差异，我们成功开发出一种集成化、柔性且可焊接的新型执行器，其独特的电光响应特性使其能够实现多种仿生驱动应用，特别是光介导的层级化传输和沿预定轨迹的精准运动。这项研究不仅为MXene复合薄膜的改性提供了有效策略，还推动了新型执行器的设计创新，为刺激响应型驱动机器人和货物运输等领域带来了广阔的应用前景。
技术来源：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.08.062
