图1 多功能碳纳米管-聚合物复合材料及其应用。

  柔性驱动器可以集成许多功能电子设备以构建智能电子系统。多功能驱动器中电子系统的能量供应和无线信号传输是具有挑战性的研究领域。在本文中，以功能化和分层设计的思想来构建多功能的集成化驱动器。受蜘蛛网结构的启发，提出了具有3D网络结构的多功能碳纳米管-聚合物复合材料，并将其应用于多刺激响应型驱动器、超级电容器和电磁干扰屏蔽设备（图1）。相关结果以研究论文 “Multi-functional and integrated actuators made with bio-inspired cobweb carbon nanotube-Polymer composites”的形式发表于国际高水平期刊Chemical Engineering Journal。福建工程学院翁明岑副教授、硕士研究生丁敏、周培迪博士为共同第一作者。福建工程学院翁明岑副教授与福建师范大学陈鲁倬教授为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、福建省自然科学基金等多方资助。 

  首先，通过将仿生蜘蛛网结构的聚苯胺包覆碳纳米管-纤维素（PANI@CNT-BC）薄膜附着到疏水的导电聚合物薄膜上，可以构建由光、电和湿度驱动的多刺激响应型驱动器（图2）。驱动机制是仿生蜘蛛网PANI@CNT-BC薄膜的吸湿膨胀效应，以及PANI@CNT-BC薄膜与导电聚合物薄膜之间的不对称热膨胀效应。 

图3 基于仿生蜘蛛网PANI@CNT-BC薄膜的电磁干扰屏蔽特性和储能特性。（a）CNT-BC薄膜、PANI@CNT-BC薄膜和双层驱动器的电磁干扰屏蔽效能。（b）双层驱动器的电磁干扰屏蔽机制。（c）4 × 4超级电容器阵列的示意图。插图为是该超级电容器阵列的光学图像。（d）4 × 4超级电容器阵列点亮数个LED阵列的光学照片。

图4（a）近红外光控制的智能屏蔽幕工作机理示意图。（b）光学照片和红外热图像显示双层驱动器作为智能屏蔽幕的打开和关闭运动。

图5 3D模拟图（a）和光学照片（b）同时展示了使用多功能驱动器制作的智能窗帘在太阳光的辅助下打开、充电、以及驱动定时器的过程。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139146