Músculos Artificiais Compostos de Fibra MXene de Alta Performance

Yuan Liu ,  

Xiao-jun Kuang ,  

Yong Zuo ,  

Tian-zhu Zhou ,  

Qun-feng Cheng ,  

摘要

Os músculos artificiais tradicionais do tipo fibra convertem principalmente a expansão volumétrica do material em movimento axial por meio de um processo de torção, mas geralmente apresentam problemas como processos de fabricação complexos, baixa densidade de energia e resposta lenta. Para superar essas limitações, o desenvolvimento de novos materiais fibrosos de alta performance que possam ser acionados sem torção tornou-se uma importante direção de pesquisa no campo dos atuadores flexíveis. Com base nisso, nosso grupo de pesquisa e colegas explicaram sistematicamente o design estrutural, os métodos de fabricação e o mecanismo de acionamento de músculos artificiais compostos de fibras (MFAMs) baseados em nanosheets de carboneto de titânio (Ti3C2Tx) (MXene) orientados radialmente e nanofibras de celulose (CNFs). Ao construir MFAMs com orientação radial dos nanosheets MXene, foi estabelecido um mecanismo de alinhamento radial da rede de ligações de hidrogênio, superando a limitação dos músculos artificiais tradicionais que dependem da torção para o acionamento. Este trabalho apresenta primeiramente o contexto do desenvolvimento dos métodos de fabricação de músculos artificiais e dos modos de acionamento, em seguida, enfatiza o design estrutural, a resposta a múltiplos estímulos e as aplicações potenciais dos MFAMs, e conclui com um resumo e perspectivas para futuras pesquisas sobre músculos artificiais.

关键词

nanosheets MXene; fibras compostas; orientação radial; rede de ligações de hidrogênio; músculos artificiais

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