异构界面MOF电化学致动器

低压高频大变形

通过2D MOF与3D Cu(OH)2纳米管的异质界面失配,构筑出可控晶粒尺寸与少层堆叠的电极结构,使致动器在低驱动电压下兼顾高响应速率与大形变。

Cao, Hongyu · Ji, Liang · 申胜平

Chemical Engineering Journal 2023

参数信息

电压相关变形
0.463 mm⁻¹ V⁻¹
响应速率
0.031 mm⁻¹ s⁻¹ V⁻¹
驱动电压
-0.2 V
工作频率上限
20 Hz
机械应力
19.24 MPa
能量密度
23.94 kJ m⁻³

技术优势

低压驱动即可大变形

−0.2 V驱动即可实现0.463 mm⁻¹ V⁻¹的电压相关变形,因为异质界面失配调控了MOF晶粒为少层堆叠,增加离子迁移速率和数量。

响应快,工作频率到20 Hz

响应速率达0.031 mm⁻¹ s⁻¹ V⁻¹,工作频率上限20 Hz,源于可控晶粒尺寸和均匀分布带来的快速离子迁移。

连续工作应力大,可举重物

在−0.3 V、0.01 Hz连续条件下产生19.24 MPa机械应力,足以驱动超过自身重量25倍的物体。

应用场景