High‐Performance Hierarchical Black‐Phosphorous‐Based Soft Electrochemical Actuators in Bioinspired Applications

材料科学 执行机构 电化学 纳米技术 人工肌肉 层状结构 电容 电极 离子 变形(气象学) 扩散 化学工程 复合材料 计算机科学 热力学 化学 物理 物理化学 量子力学 人工智能 工程类
作者
Guan Wu,Xingjiang Wu,Yijun Xu,Hengyang Cheng,Jinku Meng,Qiang Yu,Xinyiao Shi,Kai Zhang,Wei Chen,Su Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:31 (25): e1806492-e1806492 被引量:161
标识
DOI:10.1002/adma.201806492
摘要

Bioinspired methods allowing artificial actuators to perform controllably are potentially important for various principles and may offer fundamental insight into chemistry and engineering. To date, the main challenges persist regarding the achievement of large deformation in fast response-time and potential-engineering applications in which electrode materials and structures limit ion diffusion and accumulation processes. Herein, a novel electrochemical actuator is developed that presents both higher electromechanical performances and biomimetic applications based on hierachically structured covalently bridged black phosphorous/carbon nanotubes. The new actuator demonstrates astonishing actuation properties, including low power consumption/strain (0.04 W cm-2 %-1 ), a large peak-to-peak strain (1.67%), a controlled frequency response (0.1-20 Hz), faster strain and stress rates (11.57% s-1 ; 28.48 MPa s-1 ), high power (29.11 kW m-3 ), and energy (8.48 kJ m-3 ) densities, and excellent cycling stability (500 000 cycles). More importantly, bioinspired applications such as artificial-claw, wings-vibrating, bionic-flower, and hand actuators have been realized. The key to high performances stems from hierachically structured materials with an ordered lamellar structure, large redox activity, and electrochemical capacitance (321.4 F g-1 ) for ions with smooth diffusion and flooding accommodation, which will guide substantial progress of next-generation electrochemical actuators.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
黙宇循光发布了新的文献求助10
1秒前
mobay发布了新的文献求助10
2秒前
和平港湾完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
5秒前
7秒前
坚强枫完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
文艺复兴发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
sawatuen的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
Jasper的应助被科研通管家采纳,获得10
9秒前
DW的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
酷波er的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
Owen的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
852的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
乐乐的应助被科研通管家采纳,获得10
10秒前
大模型的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
狂野元枫发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
充电宝的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
顾矜的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
传奇3的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
orixero的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
Owen的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
隐形曼青的应助被科研通管家采纳,获得10
11秒前
天天快乐的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
渡人舟的应助被科研通管家采纳,获得20
12秒前
小二郎的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
思源的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
zhuang完成签到,获得积分10
12秒前
小马甲的应助被科研通管家采纳,获得10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7783638
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9322927
关于积分的说明 20392349
捐赠科研通 7372274
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3320727
关于科研通互助平台的介绍 2468728
邀请新用户注册赠送积分活动 2336951