成果简介
电热致动器（ETA）是一种智能设备，可以从焦耳热引起的热膨胀中产生各种运动。本文，南京航空航天大学Honglie Shen等研究人员《J MATER SCI-MATER EL》期刊发表名为“A low normalized voltage-driven and low-working-temperature electrothermal actuator based on reduced graphene oxide/PE composites”的论文，研究为了构建一种低归一化电压驱动和低工作温度的ETA，采用了具有高电热性能和灵活性的还原氧化石墨烯（rGO）纸作为电热活性材料。所制备的rGO-60纸具有较高的电热性能，在2.67V的归一化电压下达到了306.1°C的稳态温度。然后，在一个简单且可能大规模生产的过程中，开发了基于rGO-60和聚乙烯（PE）的双层结构ETA。
在0.449V的归一化驱动电压下， 制备的rGO-60/PE ETA的弯曲曲率为2.22 cm−1工作温度为43.8°C。最后，演示了使用单个rGO-60 / PE ETA制备的简单机器人手指可以钩住条形材料，其重量是其本身重量的16倍以上。基于rGO/PE的电热执行器具有低电压驱动、工作温度低、易于制造等优点，在软机器人和智能系统中具有广阔的应用前景。
图文导读
图1、a ）制备 U 形 rGO/PE ETA 的制作过程示意图。b ）制备的 rGO-60/PE ETA 在无驱动电压下的照片。c ）U形rGO/PE ETA 在驱动状态下的示意图以及曲率计算演示。
图2、a）剥离的GO和b–c） rGO-60的典型TEM图像；d） rGO-10纸、rGO-20纸、f ）rGO-40纸、g ）rGO-60纸和h rGO-70纸的交叉平面SEM图像。i） GO和rGO-60纸张的XRD图谱。j） GO和rGO-60论文的拉曼光谱
图3、rGO纸的电学和电热性能
图4、U型rGO-60/PEETA的性能
图5. 展示了使用单个U形rGO-60/PE ETA 的简单机器人手指，它可以通过钩子获得一些东西
小结
制备并研究了具有低归一化电压驱动和低工作温度的U型rGO-60/PE ETA。研究了作为电热活性材料的 rGO-60纸的电热性能。在 2.67 V 的归一化电压下，rGO-60纸的稳态温度达到了306.1 ℃。由于 rGO 纸的高电热性能以及 rGO 和 PE 之间显著的 CTE 差异，rGO-60/PE ETA 在低归一化驱动电压 0.449 V 下表现出 2.22 cm-1 的高弯曲曲率和 43.8 °C 的工作温度。低归一化电压驱动和低工作温度的 rGO-60/PE ETA 在软机器人、人造肌肉和仿生机器人方面显示出巨大的潜力。
文献：https://doi.org/10.1007/s10854-022-09043-6
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