High-performance cellulose nanofibers-based actuators with multi-stimulus responses and energy storage

执行机构 纳米复合材料 超级电容器 电容 纳米纤维 纳米技术 材料科学 储能 碳纳米管 导电体 柔性电子器件 电极 复合材料 计算机科学 人工智能 物理 功率(物理) 物理化学 化学 量子力学
作者
Jie Wei,Chao Ma,Tingting Zhang,Ziqiang Shao,Yuxia Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:490: 151393-151393 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.151393
摘要

Smart actuating materials have received tremendous attention due to their promising applications in miniaturized robots, integrated electronics and wearable devices. However, simultaneously achieving sensitive multi-stimuli responsiveness, preferable energy storage capability and adequate mechanical properties by one material in a simple yet efficient way remains a considerable challenge. Herein, we propose a novel multi-responsive nanocomposite film actuator consisting of negatively charged cellulose nanofibers (CNF), polydopamine-chelated MXene-Fe3O4 nanohybrids (PMF) and positively charged carbon nanotubes (CCNT) via a cost-efficient electrostatic self-assembly approach. Benefiting from the laminated porous structure and compositional superiorities, including the water-induced swelling effect of CNF and PMF, conductive CCNT with countless interior hydrophobic channels and magneto-conductive properties of PMF, the optimized nanocomposite film actuator presents a high bending speed (100.5°/s), ultrashort actuation time (2.0 s), long-term stability (1005 cycles) and good magnetic response. These actuators can be assembled into a supercapacitor exhibiting an areal capacitance of 33.5 mF/cm2 at 0.5 mA/cm2 and good cycling stability with a capacitance retention of 80.5 % after 5000 cycles. Furthermore, the actuators are designed as soft robots with different motion modes, mechanical grippers for performing consecutive actions and an integrated circuit system to monitor surrounding humidity changes. This work provides inspiration to develop advanced nanocomposite materials for smart devices that require multifunction integration.
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
cheng完成签到,获得积分10
1秒前
WXF完成签到 ,获得积分10
3秒前
温暖傲松完成签到,获得积分20
4秒前
CodeCraft应助一叶知秋采纳,获得10
8秒前
Mason完成签到 ,获得积分10
10秒前
geold完成签到,获得积分10
12秒前
艳艳宝完成签到 ,获得积分10
12秒前
Hello应助小静采纳,获得10
12秒前
占那个完成签到 ,获得积分10
12秒前
清秀小海豚完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
16秒前
153266916完成签到 ,获得积分10
17秒前
机智毛豆完成签到,获得积分10
18秒前
嗯嗯完成签到 ,获得积分10
18秒前
迷人的焦完成签到 ,获得积分10
19秒前
朱志伟发布了新的文献求助10
20秒前
lzh完成签到 ,获得积分10
20秒前
夏日随笔发布了新的文献求助10
21秒前
邹一寡完成签到,获得积分20
28秒前
HY完成签到 ,获得积分10
28秒前
拉长的芷烟完成签到 ,获得积分10
31秒前
河鲸完成签到 ,获得积分10
33秒前
wh完成签到,获得积分10
34秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
39秒前
和平败类完成签到 ,获得积分10
39秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
41秒前
gzp发布了新的文献求助10
43秒前
44秒前
玩命做研究完成签到 ,获得积分10
46秒前
zhangyuting完成签到 ,获得积分10
50秒前
pophoo完成签到,获得积分10
52秒前
56秒前
gzp完成签到,获得积分10
59秒前
龟蒙真人完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
为为的小耳朵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
百事菀漾漾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
动听寇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7347086
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8959149
关于积分的说明 19024153
捐赠科研通 6997515
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220150
关于科研通互助平台的介绍 2385145
邀请新用户注册赠送积分活动 2200379