纳米复合材料水凝板的双重光响应形状转换,通过in situ蚀刻成形的等离子纳米粒子来实现
Hongyu Guo1, Qiao Ding2, Yang Yang3
1Jiangxi Key Laboratory for Mass Spectrometry and Instrumentation, East China University of Technology Nanchang 330013 P. R. China guohy89@ecut.edu.cn.
RSC advances
|November 1, 2024
概括
这项研究使用激光在热响应水凝板中展示了双重形状转换. 通过将银纳米镜蚀刻到纳米光盘中,独特的光灭绝特性可以实现编程的形状变化,如子或螺旋形状.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 软机器人软机器人 软机器人软机器人
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 热反应性水凝提供了启动的潜力,但往往缺乏精确的形状控制.
- 光诱导的转变需要具有定制光学特性的材料用于局部加热.
- 控制纳米尺度形态是编程宏观材料行为的关键.
研究的目的:
- 在单个热响应的水凝板中实现双重,可编程的形状转换.
- 研究银纳米镜和纳米盘在激光诱导的形状变化中的作用.
- 探索这种材料在软机器人应用中的潜力.
主要方法:
- 混合液凝板的制造,其中包含银纳米镜.
- 在现场蚀刻银纳米镜到银纳米光盘使用离子 (Cl-) 来创建不同的光学特性.
- 用两种不同的激光波长 (808nm和450nm) 进行辐射,以诱导局部加热和形状转变.
- 控制银纳米结构的图案设计,以编程特定的宏观形状.
主要成果:
- 通过控制纳米结构模式和激光波长,成功地在同一混合板上展示了双重形状转换 (/螺旋,形/船形).
- 由于白银纳米结构的光热能量转换导致局部加热,导致体积收缩和不匹配,导致形状变化.
- 纳米结构的模式大小影响热量产生和形状转换的程度,较小的模式限制了执行.
结论:
- 混合水凝板展示了基于图案的银纳米结构和激光照射的可编程双形状转换.
- 该研究强调了通过控制纳米尺度的光灭绝特性来设计复杂的执行的潜力.
- 提出了软机器人的潜在应用,例如机器人手指,并提出了提高性能的建议.
