Lattice-contraction triggered synchronous electrochromic actuator.
Lattice-contraction triggered synchronous electrochromic actuator.
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晶格收缩触发同步电致变色致动器
DOI：
10.1038/s41467-018-07241-7
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发表时间：
2018-11-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Wang H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li K;Shao Y;Yan H;Lu Z;Griffith KJ;Yan J;Wang G;Fan H;Lu J;Huang W;Bao B;Liu X;Hou C;Zhang Q;Li Y;Yu J;Wang H
材料具有变色和致动的同步能力，在仿生双隐身伪装和人工智能领域具有广阔的应用前景。然而，颜色/形状双响应设备涉及难以控制的刺激，如气体、光或磁，并且设备显示出较差的协调性。在这里，一种具有电致变色/致动(238°弯曲角)双响应现象、出色的可逆性、高同步性和快速响应速度(<；5 S)的柔性复合薄膜使用单一活性成分W18O49纳米线。通过原位同步X射线衍射、第一性原理计算/数值模拟和一系列控制实验，解释了在锂离子插层/脱嵌过程中，W18O49纳米线的宏观形变驱动机制是基于伪电容的可逆晶格收缩/恢复(即原子水平上的纳米结构变化)。此外，我们展示了W18O49纳米线在固态离子聚合物-金属复合致动器中的作用，该致动器在空气中稳定运行，具有显著的伪电容致动。
Materials with synchronous capabilities of color change and actuation have prospects for application in biomimetic dual-stealth camouflage and artificial intelligence. However, color/shape dual-responsive devices involve stimuli that are difficult to control such as gas, light or magnetism, and the devices show poor coordination. Here, a flexible composite film with electrochromic/actuating (238° bending angle) dual-responsive phenomena, excellent reversibility, high synchronization, and fast response speed (< 5 s) utilizes a single active component, W18O49nanowires. From in situ synchrotron X-ray diffraction, first principles calculations/numerical simulations, and a series of control experiments, the actuating mechanism for macroscopic deformation is elucidated as pseudocapacitance-based reversible lattice contraction/recovery of W18O49nanowires (i.e. nanostructure change at the atomic level) during lithium ion intercalation/de-intercalation. In addition, we demonstrate the W18O49nanowires in a solid-state ionic polymer-metal composite actuator that operates stably in air with a significant pseudocapacitive actuation.
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