研究使用有機半導體納米管創造新電化學致動器
有機半導體納米管在人工肌肉中的應用。圖片來源：美國休斯頓大學/Mohammad Reza Abidian
美國休斯頓大學研究人員開發了一種使用專門的有機半導體納米管（OSNT）的電化學驅動器。相關論文刊登于《先進功能材料》。
目前，該驅動器還處于早期階段，但它有望成為未來機器人、生物電子和生物醫學科學研究的重要組成部分。
“將電能轉化為機械能的電化學裝置在許多領域都有潛在的用途，從軟機器人、微泵到自動聚焦微透鏡和生物電子學。”論文通訊作者Mohammad Reza Abidian說。
顯著的運動和快速響應時間一直是難以實現的目標，特別是對于在液體中操作的電化學致動器設備。這是因為液體的拖曳力限制了驅動器的運動，限制了離子在電極材料和結構中的傳輸和積累。此次，研究人員改進了繞過這兩個障礙的工作方法。
“我們的有機半導體納米管電化學器件在液體和凝膠聚合物電解質中表現出高驅動性能，具有快速離子傳輸和積累以及可調諧動力學。該設備表現出了卓越的性能，包括低功耗/應變、大變形、快速響應和卓越的驅動穩定性。”Abidian說。
這些性能源于納米管結構的巨大有效表面積。更大的面積有利于離子的輸運和積累，從而導致高電活性和耐久性。而且，與之前報道的在液體電解質中工作的共軛聚合物基驅動器相比，這種有機半導體納米管驅動器表現出了長期穩定性。
“為了展示潛在的應用，我們設計并開發了一種基于OSNT微驅動器的微米級可移動神經探針。這種微探針可能被植入大腦，受損組織或神經元移位對神經信號的負面影響可能會通過調整可移動微懸臂梁的位置得到增強?！盇bidian說。
下一步，該團隊將進行動物實驗，初步結果預計將于2021年底公布。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202105358
