凝聚态物理 > 软凝聚态物理
[提交于 2025年8月17日
]
标题: 光热机械高效、低成本、长寿命的混合 MXene-聚合物执行器
标题: Photothermomechanicaly Efficient, Low-Cost, High-Cycle-Life, Hybrid MXene-Polymer Actuators
摘要: 光热机械聚合物薄膜致动器因其快速能量转换能力、无线控制和易于微型化等优势,在软体机器人可用的动态部件中脱颖而出。尽管预期性能优越,但仍存在一些设计挑战。这些包括高工作温度、相对于提供的辐射能量机械输出不足、重复使用时的耐久性有限以及高生产成本;这些因素阻碍了这些致动材料在实际应用中的可扩展性。在此,我们通过用MXenes——一种具有高达100%理论光热转换效率的碳基二维材料——取代性能增强纳米颗粒,提出了一种可行的解决方案。这导致开发了MXene分散的聚合物三明治致动器(MPTAs)。广泛的光热和热机械表征显示,与之前报道的致动器相比,表现出优越的性能,包括降低的功率需求(0.1 mW cm$^{-2}$ $^\circ$ C$^{-1}$),单位照射功率和时间的显著弯曲能力(0.1$^\circ$ mW$^{-1}$ cm$^{2}$ s$^{-1}$),以及增强的循环寿命,至少1000次循环无疲劳运行。我们展示了三种应用:一种剪纸灵感的花朵、平行操作器和柔性夹爪。此外,这些材料成本低廉,因此是长期可逆运行和高效热能到机械能转换的最佳选择。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.