本网讯 近日，我校材料与化学学院安徽省健康睡眠家居产品工程研究中心（课题组网站：https://ergolab.ahau.edu.cn/index.htm）陈玉霞教授团队在《Chemical Engineering Journal》(中科院一区TOP，IF=15.1) 发表生物质智能柔性驱动材料相关最新研究论文，题目为“High-performance cellulose nanofibers-based actuators with multi-stimulus responses and energy storage”。
智能驱动材料因其在微型化机器人、集成电子和可穿戴设备中的应用前景而受到了极大的关注。然而，通过一种简单而有效的方法同时实现敏感的多重刺激响应性、较好的能量存储能力和适当的机械性能仍然是一个相当大的挑战。本研究采用静电自组装方法，将带负电荷的纳米纤维素、聚多巴胺协助四氧化三铁纳米粒子附载的MXene纳米杂化物（PMF）和带正电荷的碳纳米管（CCNT）结合，构筑了具有储能功能的CPMFT复合薄膜湿度/磁响应驱动器。各组分之间机械缠结和多重作用力的协同效应赋予了复合薄膜良好的拉伸强度（70.9 MPa）。同时，得益于CNF和PMF的水致膨胀效应、CCNT的内部疏水通道以及PMF的电磁性能等组分优势和独特的层状多孔结构，优化后的复合薄膜驱动器在湿度梯度刺激下展现出较高的弯曲速度（100.5°/s）、超短的驱动时间（<2.0 s）、优异的长期稳定性（>1005次）和良好的磁响应性。此外，复合薄膜还可作为超级电容器在0.5 mA/cm2 时面积比电容量达到33.5mF/cm2，并且在5000次充放电循环后电容保留率为80.5%。结合这些优点，复合薄膜驱动器被加工成不同运动模式的软体机器人、执行连续动作的机械抓手和监测周围湿度变化的集成电路系统等。
材料与化学学院的博士后魏洁和马超副教授为该论文的共同一作，陈玉霞教授为通讯作者，北京理工大学的邵自强教授为共同通讯作者。该工作得到国家资助博士后研究人员计划（GZC20230019）、生物源纤维制造技术国家重点实验室开放基金项目（SKL202305）资助。（文图/陈玉霞 编辑/预审/张飞 审核/汪钟凯）
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151393
