MXene作為一種新型的高導(dǎo)電性和親水性的濕響應(yīng)材料，在收集水蒸發(fā)能方面具有無(wú)限的可能性。然而，MXene薄膜的力學(xué)和電學(xué)性能受到其結(jié)構(gòu)中宏觀空洞和薄片無(wú)序堆積的影響。在這里，通過(guò)更強(qiáng)的共價(jià)鍵和氫鍵的層間相互作用的致密MXene薄膜，制備了一種多多巴胺處理的還原氧化石墨烯/MXene薄膜作為濕度響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器。小型的濕度響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器具有高電導(dǎo)率(3693 S cm
-1)，機(jī)械性能和濕度敏感性。卓越的綜合性能使執(zhí)行器能夠檢測(cè)指尖的濕度，作為非接觸式開(kāi)關(guān)打開(kāi)電路，或作為機(jī)器人移動(dòng)貨物。更重要的是，將該致動(dòng)器與壓電元件耦合，設(shè)計(jì)并組裝了一種濕度驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，在水分子梯度驅(qū)動(dòng)下可連續(xù)輸出峰值電壓約1V的交流電流。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了這款濕度響應(yīng)型致動(dòng)器的巨大應(yīng)用潛力，并為開(kāi)發(fā)高級(jí)多功能基于MXene的濕度響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器提供了模板。
圖1.MXene和rGO組裝成的PD-rGOMX致動(dòng)器的合成過(guò)程和形貌表征。
圖2 PD-rGOMX薄膜的結(jié)構(gòu)表征與化學(xué)分析。
圖3. PD-rGOMX薄膜的機(jī)電特性。
圖4. PD-rGOMX薄膜的濕度響應(yīng)行為。
圖5 PD-rGOMX制動(dòng)器性能評(píng)估。
圖6. 基于PD-rGOMX驅(qū)動(dòng)器的MDG的設(shè)計(jì)與制備。
相關(guān)科研成果由南京理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院Dongping Sun和Lei Zhang等人于2022年發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A (DOI: 10.1039/D2TA03756D)上。原文：Tailoring MXene-based Film as a Moisture-Responsive Actuator for Continuous Energy Conversion。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
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