宾夕法尼亚大学的研究人员制造出了一米长的复合纤维，将氧化石墨烯（GO）纳米片与柔性导电聚合物相结合，可以实现超越生物肌肉的机械强度、韧性和致动性。
该团队将 GO 纳米片和聚（3,4-乙撑二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT: PSS) 的混合物湿法纺丝成复合纤维，其中柔性导电聚合物嵌入在排列紧密的纳米片之间。添加消耗剂聚乙二醇 (PEG) 可提高韧性和弹性，同时将 GO 化学还原为 rGO 可提高导电性。最后，复合纤维与尼龙纱线合股，形成分层复合执行器，其性能优于典型的生物肌肉（75 J/kg 工作能力和 924 W/kg 功率密度）。
“大多数软驱动器都是基于对热、光、pH 值和水的响应，因此驱动效率低且驱动速度慢”，该工作的领导者 Shu Yang 说。“我们解决了驱动性能的悖论和软驱动器的明显局限性。”
虽然电刺激执行器，例如基于碳纳米管 (CNT) 气凝胶片或紧密排列的纤维束的执行器，响应快速而有力，但它们往往很脆，需要专门的设备来制造。相反，该团队利用将 GO 片组装成溶致液晶 (LLC) 相。
“在将 GO 组装成纤维之前，我们将它们预组装成有序相，这对于它们在纤维形式中形成之字形砖和砂浆密堆积形态至关重要，”Yang 解释道，“[这]导致了优异的性能。”基于电荷注入和静电排斥的驱动性能。”
Yang补充道：“我们通过纤维形式的rGO纳米片之间的静电排斥展示了快速而有力的驱动，实现了高能效、高功率密度和高举重能力，可以达到或超过生物肌肉的性能。”
由复合纤维制成的执行器响应快速（80 毫秒），并且可逆循环超过 10,000 次。至关重要的是，新型复合材料主要是无机材料，但由于添加了聚合物添加剂，因此不会出现此类材料典型的脆性问题。
然而，杨承认：“我们的执行器适合弯曲，但不适合扭转或打结。” “[但我们现在]正在探索不同的几何形状和拓扑结构，以及用于弯曲和扭曲的材料成分。”
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