基于光热转换的光驱动柔性致动器
余丛廷1,席冠2,3,栾天罡3,4 (1. 广东工业大学轻工化工学院;2. 广东工业大学生物医药学院;3. 化学与精细化工广东省实验室揭阳分中心;4. 五邑大学环境与化学工程学院)
摘要:柔性致动器作为一种新型能量转化器件,能够将外部环境的光、热、电、湿度等能量转化为机械能。它具有轻量化、小型化和智能化等特点,在人造肌肉、微型机械臂和柔性机器人等领域中逐渐得到广泛应用。其中,光驱动柔性致动器由于具有非接触式操作、快速响应、可编程和多功能性等优势,受到了众多研究学者的关注。本文旨在系统总结光热转换材料在柔性致动器中的最新研究进展。首先介绍柔性基底的选择,其次讨论不同类型光热转换机制的光热转换材料,探讨这些材料的基本特性及其在柔性致动器中的具体应用,如柔性机器人、柔性抓取器和振荡器等。最后分析当前柔性致动器设计所面临的挑战并对未来研究可能存在的问题及其潜在解决方案给予讨论,以期为光热转换材料在柔性致动器中的应用提供参考。
关键词:光热转换材料;光驱动;柔性材料;致动器
目录介绍
1 柔性基底的选择
1.1 PNIPAM
1.2 聚丙烯酰胺
1.3 聚丙烯酸
1.4 有机硅弹性体
1.4.1 PDMS
1.4.2 Ecoflex
1.5 PU
1.6 聚酰亚胺
2 基于非辐射跃迁的光热转换材料
2.1 基于石墨烯及氧化石墨烯的光驱动柔性致动器
2.2 基于碳纳米管的光驱动柔性致动器
3 基于等离子体效应的光热转换材料
3.1 基于金属纳米材料的光响应柔性致动器
3.2 基于MXene的光驱动柔性致动器
4 总结与展望
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