双层定向纳米纤维膜致动器

高弯曲变形7.72 cm⁻¹

通过定向纳米纤维结构和MOF嵌入实现高效湿度响应与可编程操控，显著提升致动变形量。

Zhongqiu, Cheng · Yiyang, Hua · 张德锁 · Mengxuan, Wang · Xin, Ge · Yaxinru, Shen · Zhao, Bing · 祁宁 · 林红

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

弯曲曲率

{'zh': '7.72', 'en': '7.72'} cm⁻¹

技术优势

弯曲曲率大

嵌入呼吸式MOF MIL-88A显著增强湿度敏感性，实现了高达7.72 cm⁻¹的弯曲变形。

可编程操控

高度定向的纳米纤维膜促进形变应力定向传递，结合层叠设计，实现了致动器的可编程操控。

循环稳定性好

PEO与HPC分子间的氢键增强了双层膜层间粘附力，保证了致动器的循环稳定性。

应用场景

• 智能响应系统：作为湿度感应驱动元件，用于无需外部供电的自响应系统。
• 软体机器人：作为软体机器人的驱动单元，仅靠湿度变化实现运动。
• 电子皮肤：模仿皮肤感知湿度并产生物理信号，用于电子皮肤传感层。
• 湿度开关：利用湿度触发机械形变接通或断开电路，替代传统电控开关。
• 人工肌肉：模拟肌肉收缩/舒张行为，通过吸湿/脱湿产生可逆形变。