Photothermomechanically Efficient, Low‐Cost, High‐Cycle‐Life, Hybrid MXene‐Polymer Actuators
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Photothermomechanical polymer film actuators stand out among the dynamic components available for soft robotics due to a combination of assets, such as capability for rapid energy transduction, wireless control, and ease of miniaturization. Despite their anticipated superior performance, several design challenges remain. These include high operational temperatures, inadequate mechanical output relative to the radiation energy provided, limited durability during repeated use, and high production costs; such factors hinder the scalability of these actuating materials in practical applications. Here, we report a viable solution by substituting performance‐enhancing nanoparticles with MXenes—carbon‐based, 2D materials known for their theoretical photothermal conversion efficiency of up to 100%. This led to the development of MXene‐dispersed polymer trilayer actuators (MPTAs). Extensive photothermal and thermomechanical characterization demonstrated superior performance compared to previously reported actuators, with a reduced shed power demand (0.1 mW cm −2 °C −1 ), substantial bending capacity per irradiation power per time (0.1° mW −1 cm 2 s −1 ), and enhanced cyclic longevity, with fatigueless operation of at least 1000 cycles. We demonstrate three applications: A kirigami‐inspired flower, parallel manipulator, and soft gripper. Additionally, these materials are cost‐effective; thus, they are the optimal choice for long‐term, reversible operation with efficient heat‐to‐work transduction.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».