Bioinspired Smart Moisture Actuators Based on Nanoscale Cellulose Materials and Porous, Hydrophilic EVOH Nanofibrous Membranes

DOI: 10.1021/acsami.8b17538

致动器的纳米级结构增强了暴露区域对刺激的反应，并实现了对致动行为的通用控制。该研究以聚乙烯醇-共乙烯(EVOH)纳米纤维为基材，以超亲水性纳米尺度纤维素材料(纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶、细菌纤维素)为活性物质，通过均匀混合或表面沉积法制备了独立、灵活、多孔的水驱动执行器。研究了EVOH纳米纤维基材、纳米级纤维素材料的结构和浓度以及不同的环境刺激(如湿度和温度)对执行器性能的影响。从宏观和分子层面以及吉布斯自由能和机械能的分析，提出了水驱动的驱动机理。当环境湿度发生变化时，执行器可以弯曲到180度，并且在100多个循环中恢复时间不超过1秒。此外，通过改变纳米级材料的取向，可以很好地调整水刺激致动器的多维变形行为。

TiO2-pattern-modulated actuation of an agarose@CNT/agarose bilayer induced by light and

humidity

DOI: 10.1039/c8ta01967c

该文利用碳纳米管（CNT）和琼脂糖（AG）的性质设计了一种多功能复合双分子层。AG作为吸湿基质提供了双分子层对湿度的高灵敏度。同时，CNTs可优化吸湿性，提高机械强度，增强光热效应。因此，这种双分子层不仅能够转换阳光，还能够通过机械驱动转换更弱的白光。暴露在光下，AG@ cnt侧开始发生光热效应，热量被传导到AG层，导致脱水，导致双层向AG层收缩。光变形的双层膜可以再水合物，并通过使用环境湿度恢复到原来的形状。重要的是，通过在AG@CNT/AG双层表面引入TiO2图案，可以产生空间选择性光热效应，从而诱导形状程序化运动。。此外，TiO2模式对湿度驱动的运动也有有效的调节作用。在双层条带的AG - CNT表面引入TiO2图案，使其能够在潮湿的衬底上进行手性扭转运动，不像无图案条带的不规则运动。