郑大碳纳米管液晶弹性体光致动器用于蛇形

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成果简介

软致动器已成为开发具有无线可控性和仿生功能的下一代智能机器人的新兴范例。迄今为止，工程光热响应致动器同时表现出高光致动速度和应力，良好的机械性能和高控制精度一直是一个挑战，因为光热填料的自发聚集和由传统制备的致动材料中的界面滑动所困扰，有缺陷的物理混合方法。本文，郑州大学JuzhongZhang等研究人员在《MaterHoriz》期刊发表名为“Intrinsiccarbonnanotubeliquidcrystallineelastomerphotoactuatorsforhigh-definitionbiomechanics”的论文，研究提出展示了一种构建内在光响应弹性体的新策略。通过将碳纳米管(CNT)化学接枝到热敏液晶弹性体(LCE)网络中来制备本征光响应弹性体。所得的自由纳米界面光响应弹性体同时表现出优异的机械韧性（拉伸强度为13.89MPa(

)）、良好的变形性（断裂伸长率为%）、高稳定性（次循环后保持率达99%）、驱动力强特性（1.66MPa的驱动应力）和明确的光响应。此外，形状转换、运动和光致动能力使CNT/LCE致动器能够应用于高清生物力学应用，如趋光花、蛇形机器人和人造肌肉。并为开发下一代智能机器人和生物力学系统奠定了基础。

图文导读

图1、非键合纳米复合材料和共价键合本征聚合物的合成策略

图2、液晶弹性体的相变

图3、具有不同f-MWNT的自硬化液晶弹性体

图4、f-MWNTs/LCE的多刺激驱动性能

图5(a)造花示意图，LCE花瓣示意图，(b)蛇形爬行致动器的制备示意图。(c)使用NIR激光控制的蛇形执行器的线性（0-39秒）和旋转（39-62秒）运动的视频帧。(d)蛇形机器人在爬行过程中第一弧的曲率变化。(e)仿生假手可以使用LCE执行器独立控制。(f)显示人手肌肉和肌腱的图像。(g和h)手指随时间的运动轨迹(g)和手指运动期间致动器的温度变化(h)。

文献：

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