成果简介
Marangoni效应作为一种有前途的非接触式遥控致动方法引起了人们的极大兴趣。尽管它提供了许多优势，但与该技术相关的高成本和复杂的制造程序限制了其广泛应用。针对这些局限性，本文，华中科技大学瞿金平教授团队在《Chemical Engineering Journal》期刊发表名为“Efficient fabrication of poly(vinylidene fluoride)/graphene composite actuators with robust superhydrophobicity and excellent photothermal performance for controllable light-driven motion”的论文，研究提出了一种结合熔融共混和疏水改性的工业化聚合物加工策略，用于大规模且经济高效地生产具有三维互连网络的轻质聚偏氟乙烯/石墨烯纳米片泡沫。
该泡沫具有出色的超疏水性能，包括 155 ± 2° 的接触角和 7 ± 3° 的滚动角。此外，泡沫在各种条件下都经久耐用，包括动态冲击、高温、酸性和碱性环境、刀刮擦、磨损损坏和胶带剥落。此外，由于石墨烯纳米片在整个聚合物基体中的均匀分散，泡沫显示出稳定的光热转换性能。当用作光驱动执行器时，泡沫展示了在水-空气界面实现按需驾驶以及游泳路线规划的能力。所提出的方法为光驱动致动器的高效制造提供了一种有前途的解决方案，该致动器既适应实际应用又能抵抗外部损坏。
图文导读
图1.F-PVDF/GNS泡沫的制造工艺示意图。
图2、材料形态及表征分析
图3、静态和动态润湿性图示
图4、机械坚固性和耐用性
图5、可控光驱动运动
小结
综上所述，轻质泡沫致动器的成功制造是通过结合熔体混合和疏水改性的策略实现的。该泡沫具有优异的性能，例如超疏水性、出色的机械耐久性以及对酸、碱和高温等各种环境因素的耐受性。通过调整光照射角度可以实现包括直线、曲线和复杂路线在内的不同运动，从而使此类致动器能够按需操作。这种可扩展的方法为开发能够在水面上执行可编程运动的高效多功能浮动执行器提供了新的机会。
文献：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143555
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