图2 EAM 的多功能性能和结构设计。可在空气中操控的电致变色人工肌肉器件结构示意图及多功能可编程设计示意图。
图3 单根电致变色人工肌肉纱线驱动单根电致变色人工肌肉纱线演示视频;单根碳管纱线驱动多根电致变色人工肌肉纱线演示视频。
基于COMSOL、ABAQUS软件的模拟结果(图4a-b),构筑了环形排布结构的EAM,该器件在空气中具有力学输出大、响应速度快等优点。利用环形排布结构的EAM构建了人工假肢外骨骼,在电化学驱动下,可同时发生致动和可逆的颜色变化(图4c,图5)。图4 不同排布方式的电致变色人工肌肉的力学电学模拟;环形排布的电致变色人工肌肉被应用于人工假肢外骨骼的性能表征及演示实验。
图5 环形排布的电致变色人工肌肉被应用于人工假肢外骨骼的演示视频。
该工作以“Air-Working Electrochromic Artificial Muscles”为题发表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.202305914)上,东华大学博士生凌勇为第一作者,李克睿研究员、李耀刚教授、王宏志教授为论文共同通讯作者。
近年来,课题组在光电子纤维、可穿戴能源、人机交互、智能服装等领域取得了系列进展(Science, 2022, 377, 815 (perspective). Science, 2019, 365, 150 (合作文章). Nature Communications, 2019, 10, 5541. Nature Communications, 2019, 10, 868. Nature Communications, 2018, 9, 4798. Nature Communications, 2018, 9, 590. Advanced Materials, 2023, adma.202310102. Advanced Materials, 2023, adma.202305914. Advanced Materials, 2021, 33, 2104681. Advanced Materials, 2021, 33, 2100782. Advanced Materials, 2021, 33, 2007352. ACS Nano, 2022, 16, 19373. ACS Nano, 2022, 16, 12635. ACS Nano, 2022, 16, 2188. ACS Nano, 2018, 12, 3759. Advanced Functional Materials, 2023, 33, 2211035. Advanced Functional Materials, 2023, 33, 2302270. Advanced Functional Materials, 2022, 32, 2112693. Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2006381. Advanced Functional Materials, 2020, 30, 2002508. Advanced Functional Materials, 2019, 29, 1900304. Advanced Energy Materials, 2020, 10, 2000709.),长期欢迎材料、信息、纺织、服装等专业的博士后、博士研究生、硕士研究生加入!