Molecular-channel driven actuator with considerations for multiple configurations and color switching.
Molecular-channel driven actuator with considerations for multiple configurations and color switching.
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DOI：
10.1038/s41467-018-03032-2
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发表时间：
2018-02-09
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zhu M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mu J;Wang G;Yan H;Li H;Wang X;Gao E;Hou C;Pham ATC;Wu L;Zhang Q;Li Y;Xu Z;Guo Y;Reichmanis E;Wang H;Zhu M
在可安全接触皮肤的市售材料中实现具有快速响应的同时固有变形的能力仍然是人工致动材料的未解决的挑战。而不是使用微孔结构，在这里，我们显示了一个环境驱动的致动器，利用固有的纳米级分子通道内的商业全氟磺酸离聚物（PFSA）膜，通过简单的解决方案加工制造，实现快速响应，自适应，和非常稳定的驱动。PFSA膜在惰性软基底（聚对苯二甲酸乙二醇酯膜）上的选择性图案化促进了一系列不同几何形状的形成，包括响应于蒸气刺激的2D（二维）卷或3D（三维）螺旋结构。表面的化学改性允许通过宏观几何设计特征开发用于个人湿度和热量管理的kirigami启发的单层致动器，以提供具有微开关能力的双层刺激响应致动器。在可安全接触皮肤的市售材料中具有快速响应的固有变形仍然是人工致动材料的挑战。在这里，作者将纳米级分子通道内的全氟磺酸离聚物的自适应和环境驱动的驱动。
The ability to achieve simultaneous intrinsic deformation with fast response in commercially available materials that can safely contact skin continues to be an unresolved challenge for artificial actuating materials. Rather than using a microporous structure, here we show an ambient-driven actuator that takes advantage of inherent nanoscale molecular channels within a commercial perfluorosulfonic acid ionomer (PFSA) film, fabricated by simple solution processing to realize a rapid response, self-adaptive, and exceptionally stable actuation. Selective patterning of PFSA films on an inert soft substrate (polyethylene terephthalate film) facilitates the formation of a range of different geometries, including a 2D (two-dimensional) roll or 3D (three-dimensional) helical structure in response to vapor stimuli. Chemical modification of the surface allowed the development of a kirigami-inspired single-layer actuator for personal humidity and heat management through macroscale geometric design features, to afford a bilayer stimuli-responsive actuator with multicolor switching capability. Intrinsic deformation with fast response in commercially available materials that can safely contact skin continues to be a challenge for artificial actuating materials. Here the authors incorporate nanoscale molecular channels within perfluorosulfonic acid ionomer for self-adaptive and ambient-driven actuation.
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