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-NO.2025002-
基于异质结构设计的超快多重刺激响应MXene软体执行器及其仿生应用
Ultrafast and Multi-Stimuli-Responsive MXene Soft Actuators via Heterostructure Design for Biomimetic Applications
期刊：ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
发布日期：2025年8月5日
DOI: 10.1002/adfm.202514386
多刺激响应驱动器在仿生机器人、柔性电子及智能传感领域展现出巨大潜力。而软体驱动器领域长期存在的一大难题：如何同时实现超快响应、多模式刺激响应和环境稳定性。传统软体驱动器往往只能响应单一刺激，且在湿度变化或反复使用后性能急剧下降。
在重庆师范大学物理与电子工程学院的实验室里，一种名为MP/CP的异质结构双层薄膜材料正在创造奇迹。当研究人员打开近红外光源，薄膜在0.5秒内完成超过1100度的惊人弯曲，仿佛被赋予了生命。
研究团队通过创新的MXene&PVA/CNT&PVA（MP/CP）异质结构设计，将二维材料MXene与碳纳米管（CNT）和聚乙烯醇（PVA）巧妙结合，打造出这款性能卓越的软体驱动器。
重庆师范大学团队开发的这款新型驱动器实现了性能的飞跃。
在湿度响应 方面，当环境相对湿度达到90%时，材料仅需0.5秒就能完成516°弯曲，并在1秒内迅速恢复原状。
在光响应 方面表现更为惊人------在200 mW/cm²的近红外光照射下，弯曲角度达到惊人的1128° ，相当于绕自身轴弯曲三圈以上。该驱动器同时具备极性溶剂敏感性，并展现出优异的环境稳定性和循环耐久性。
在仿生应用方面，通过时序控制刺激逻辑，MP/CP薄膜可精准执行多种仿生运动。最令人惊叹的是其仿生运动能力 ------研究团队成功实现了机器人行走和仿生蝴蝶的多模式运动。
重庆师范大学庞迪博士团队的这项突破，为下一代软体机器人装上了"超速肌肉"。当实验室里的仿生蝴蝶扇动翅膀，整个机器人领域正迎来一场风暴。
从灾后救援现场的蛇形机器人，到人体内执行微创手术的机械手臂，再到能根据阳光自动调节的智能窗帘，这些应用场景正在从概念走向现实。
随着全球研究团队在材料设计、驱动机制和系统集成上不断突破，软体机器人将摆脱线缆与电机的束缚，像自然界生物一样感知环境并自主响应。当材料学会"思考"，机器人的边界在哪里？