Músculos Artificiales Compuestos de Fibra MXene de Alto Rendimiento

Yuan Liu ,  

Xiao-jun Kuang ,  

Yong Zuo ,  

Tian-zhu Zhou ,  

Qun-feng Cheng ,  

摘要

Los músculos artificiales tradicionales de tipo fibra convierten principalmente la expansión volumétrica del material en movimiento axial mediante un proceso de torsión, pero generalmente presentan problemas como procesos de fabricación complejos, baja densidad de energía y respuesta lenta. Para superar estas limitaciones, el desarrollo de nuevos materiales fibrosos de alto rendimiento que no requieran torsión para su funcionamiento se ha convertido en una dirección importante de investigación en el campo de los actuadores flexibles. Basado en esto, nuestro grupo de investigación y colegas han presentado una explicación sistemática del diseño estructural, métodos de fabricación y mecanismos de actuación de músculos artificiales compuestos fibrosos (MFAMs) basados en nanosheets de carburo de titanio (Ti3C2Tx) (MXene) con orientación radial y nanofibras de celulosa (CNFs). Al construir MFAMs con orientación radial de los nanosheets MXene, se estableció un mecanismo de organización radial de la red de enlaces de hidrógeno, superando así la limitación de los músculos artificiales tradicionales basados en la torsión para la activación. Este trabajo presenta primero el desarrollo de los métodos de fabricación de músculos artificiales y los modos de activación, luego se centra en el diseño estructural, la respuesta a múltiples estímulos y las aplicaciones potenciales de los MFAMs, y concluye con un resumen y perspectivas para futuras investigaciones en músculos artificiales.

关键词

nanosheets MXene; fibras compuestas; orientación radial; red de enlaces de hidrógeno; músculos artificiales

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