通过气溶胶喷射打印技术制备的MXene-纤维素复合材料制成的多刺激软执行器

《Nano Letters》：Multi-Stimulus Soft Actuators from Aerosol Jet Printed MXene-Cellulose Composite

软微机器人驱动器通过增材制造实现定制化与可扩展性，采用MXene-CNF纳米复合材料结合气溶胶喷射打印技术，在聚碳酸酯膜上制备出具有电热/光热响应特性的柔性执行器，尺寸最小至5平方毫米仍保持0.92cm?1的高曲率，通过双向选择性打印可实现定向可逆控制。

　　

下一代柔性、可伸展且贴合人体的微型机器人的发展在很大程度上依赖于制造技术的进步。需要提高执行器特征尺寸的可扩展性，并增强设计的多样性。本研究展示了利用气溶胶喷射打印（AJP）技术，基于过渡金属碳化物（TMC，即MXene）和纤维素纳米纤维（CNF）纳米材料的复合材料，实现软质多刺激热机械执行器的增材制造，从而实现可扩展和定制化的驱动功能。具有可调电热和光热特性的MXene-CNF水基薄膜被打印在聚碳酸酯（PC）膜上，支持有线和/或无线操作，并且在低于120°C的加热条件下能够完全可逆地工作。尺寸仅为5平方毫米和2.5平方毫米的打印器件分别实现了0.92厘米?1和0.87厘米?1的显著曲率。通过在基底的两侧选择性打印MXene-CNF，实现了具有方向性和可逆性的复杂驱动模式。这项工作凸显了AJP制造的MXene-CNF系统在软体机器人应用中的巨大潜力。