致動(dòng)器是一種在外部刺激下能夠完成可逆形狀改變或是將其它形式的能量轉換為機械形變的執行器，在軟機器人、醫療器械、人造肌肉、傳感器等領(lǐng)域具有極高的應用價(jià)值。水是一種豐富的可再生資源和純天然的綠色能量來(lái)源，驅動(dòng)力源自于水的濕度致動(dòng)器近年來(lái)受到人們的廣泛關(guān)注。

劉宇艷教授課題組在MXene薄膜致動(dòng)器領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“Highly Conductive MXene Film Actuator Based on Moisture Gradients”為題發(fā)表在Angewandte ChemieInternational Edition上(Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59, 14029-14033, DOI:10.1002/anie.202003737），并被選為Hot Paper。

劉宇艷教授團隊在多年MXene材料研究基礎上發(fā)現MXene薄膜是一種可依靠濕度梯度觸發(fā)的新型高導電致動(dòng)器。這種致動(dòng)器對水分高度敏感并且變形量大，能在濕度差為65％時(shí)彎曲角度可達155°。另外，通過(guò)模型假設與實(shí)驗相結合的方法揭示了MXene薄膜濕度致動(dòng)和大變形是由原位形成的不對稱(chēng)雙層結構而產(chǎn)生。強大的變形能力和高導電性使MXene薄膜可以用于柔性挖掘機和電氣開(kāi)關(guān)等領(lǐng)域，同時(shí)該項工作進(jìn)一步拓展了MXene新的應用范圍，為構建和設計下一代高導電智能致動(dòng)器提供了新的機遇。