功能化的MXene膜具有大大改进的低压执行
Shaohua Chen1, Shu Fen Tan1,2, Harpreet Singh3
1School of Materials Science and Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, Singapore, 639798, Singapore.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 3, 2023
概括
使用四甲基 (TBA) 功能化MXene薄膜显著提高了电化学执行器 (ECA) 的性能337%. 这种增强可以实现高强度执行器和软机器人应用,灵感来自肌肉丝理论.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 碳化MXene (Ti3C2Tx) 薄膜由于其优良的导电性和机械性能,对低压电化学执行器 (ECA) 有望.
- 然而,MXene的在平面上的驱动应变受到极化过程中MXene板的小内层应变的限制.
研究的目的:
- 为了增强用于ECA的Ti3C2Tx MXene薄膜的机械性能.
- 通过功能化来研究通过功能化改进执行背后的机制.
主要方法:
- 使用四甲基 (TBA) 的Ti3C2Tx MXene膜的功能化.
- 在现场表征分析离子运动和极化期间的板滑动.
- 曲执行器和软机器人笔的组装和测试.
主要成果:
- 通过TBA功能,飞机内驱动应力提高了337%,同时提高了机械性能和稳定性.
- TBA和离子的同时插入/逃离到/从MXene画廊和间隙中驱动着MXene板块的大量平面内滑动.
- 组装的执行器表现出0.771%的拉伸差异和51.5倍于其重量的阻塞力1V.
结论:
- TBA功能化是一种有效的策略,可以显著改善基于MXene的ECA.
- 观察到的板式滑动机制为高性能执行器提供了一个新的设计原则.
- 开发的执行器显示了软机器人的潜力,由功能机器人笔来证明.
