成果简介
导电金属有机框架 (MOF) 最近因其高表面积和快速离子迁移而被应用于电活性离子致动器。然而，它们的驱动性能需要在高转换效率和大应变方面得到提升。本文，中科院苏州纳米所张珽课题组在《Adv. Mater. Technol》期刊发表名为“Hierarchical Carbon Nanotube-Supported Conductive Metal–Organic Framework Nanosheet toward High-Strain Ionic Soft Actuator”的论文，研究通过设计分层的基于Cu-MOFs的活性材料组装了软离子致动器，该活性材料由通过羧基多壁碳纳米管 (Cu-CAT@MWCNT) 共价桥接的导电邻苯二酚 (Cu-CAT) 纳米片组成。
得益于Cu-CAT@MWCNT 电极的大机电变形和快速响应速率，组装的软致动器具有16.6 mm的大位移和 0.52% 的高弯曲应变（±3 V 的交流电）和高能量转换效率（ 3.02%) 具有超过 10 000 次循环的循环稳定性（频率范围为 0. 1-10 赫兹）。此外，还展示了组装在机器人上时抓取物体的能力。基于Cu-CAT@MWCNT混合材料的电极指出了构建具有改进性能的软执行器并拓宽其应用的可行途径
图文导读
图1、棒片状Cu-CAT@MWCNT的制备及其结构和物理表征
图2、合成后的Cu-CAT@MWCNT电极材料的物理化学表征
3、棒片状Cu-CAT@MWCNT的电化学性能。
图4、致动器的电化学表征
图5、基于 Cu-CAT@MWCNT/PVDF 的执行器的执行性能
小结
综上所述，通过集成由与羧基 MWCNT (Cu-CAT@MWCNT) 桥接的导电 Cu-CAT纳米片组成的活性电极，开发了一种针对高性能离子软执行器的协同策略。受益于Cu-CAT纳米片和MWCNT的协同效应，该致动器表现出良好的驱动性能，具有高弯曲应变、高能量转换效率和优异的驱动稳定性，这可归因于分级多孔结构和导电性的耦合。作者相信，这种协同策略可以为合理设计用于广泛应用的高性能电化学执行器开辟一条潜在途径。
文献：
https://doi.org/10.1002/admt.202200258
