MXene定向水凝胶

2秒体积收缩70%

内部定向通道与毛细力协同，实现光驱动下快速各向异性形变，赋予致动器高响应速度与强驱动力。

Qian, Yan · Ding, Renjie · Zheng, Haowen · Li, Pengyang · Liu, Zonglin · Chen, Zhong · Xiong, Jinhua · Xue, Fuhua · Zhao, Xu · 彭庆宇 · 赫晓东

Advanced Functional Materials 2023

具体参数

体积收缩率

{'zh': '70', 'en': '70'} %

举升重量倍数

{'zh': '40', 'en': '40'}

举升距离

{'zh': '6', 'en': '6'} mm

技术优势

光响应快

内部定向通道和毛细力协同加速水分子的排出，在光照射下2 s内体积收缩达到70%。

驱动力强

水凝胶致动器能够提起自身重量40倍的物体并使其移动6 mm，实现快速响应和高驱动力的结合。

各向异性强化

定向冷冻法使MXene纳米片在特定方向排列，力学性能和导电性沿该方向显著增强。

应用场景

• 软体机器人：用近红外光无线驱动软体机器人快速动作，无需内置电源和导线。
• 微流控：作为微阀，通过光控形变快速通断微流道。
• 生物医学器件：生物相容的近红外响应材料可植入体内，实现无创远程操控。
• 柔性致动器：柔性水凝胶致动器兼具快速响应和强驱动力，适合需要大变形的场景。
• 远程控制：近红外光可穿透组织远程激发形变，实现无接触操控。