福建師大陳魯倬/黃烽Nanoscale封面論文：基于半導體納米顆粒局域表面等離子體共振的透明光驅動器用于偽裝軟機器人

【引言】

在自然界中，透明的身體對動物來說是一種簡單而有效的“被動”偽裝策略。例如，玻璃翼蝴蝶的翅膀是透明的，所以它可以自然地融入所處環境之中，減少被捕食者發現的風險。動物可以通過這種策略把自己隱藏在周圍環境中。因此，開發透明驅動器對于偽裝或“隱形”的軟機器人的應用具有重要意義。

【成果簡介】

近日，福建師范大學陳魯倬教授團隊與黃烽研究員合作，報道了基于半導體納米顆粒局域表面等離子體共振的透明光驅動器。該研究創新性地將具有局域表面等離子體共振特性的半導體納米顆粒（LSPR-SNC）引入光驅動器中，以替代常規吸光劑（染料、顏料或碳粉等，不透明）。這些半導體納米顆粒對于可見光的吸收較弱，但對于紅外波段的光具有顯著的吸收。這一特性源自于半導體納米晶的局域表面等離子體共振行為。采用這些半導體納米顆粒制備成的光驅動器，呈現出基本透明的外觀，但在紅外光的刺激下能夠實現較大的機械自形變。這中器件可應用于未來構建具有隱形、自然偽裝功能的柔性仿生機器人。相關成果以題為“Transparent photoactuators based on localized-surface-plasmon-resonant semiconductor nanocrystals: a platform for camouflage soft robots”發表在Nanoscale上，并被選為封面論文（Outside Front Cover Paper），論文第一作者為黃烽研究員、通訊作者為陳魯倬教授和張薇副教授。

上述研究工作得到國家自然科學基金、福建省杰出青年科學基金、福建省特殊支持“雙百計劃”等的資助。

【圖文導讀】

圖1. Nanoscale 2020年第12期封面

圖2. 基于LSPR-SNC驅動器的仿生玻璃翼蝴蝶

(A) 仿生玻璃翼蝴蝶（虛線部分）在一朵花上的光學照片。

(B) 被紅外光驅動的仿生玻璃翼蝴蝶（虛線部分）的光學照片。

(C) 被紅外光驅動的仿生玻璃翼蝴蝶的紅外熱圖像。

文獻鏈接：Feng Huang, et al. Transparent photoactuators based on localized-surface-plasmon-resonant semiconductor nanocrystals: a platform for camouflage soft robots, Nanoscale, 2020, 12, 11878–11886.

作者簡介：

陳魯倬，福建師范大學物理與能源學院教授、博士生導師。2011年從清華大學獲博士學位，曾入選國家自然科學基金委中德科學中心“林島項目”。近年來從事智能驅動材料與柔性可穿戴器件的研究，以第一或通訊作者在ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy等期刊發表SCI論文30余篇，研究成果曾被美國化學會新聞周刊等報道。主持國家自然科學基金面上項目、青年基金項目；福建省杰出青年基金項目；入選福建省特殊支持“雙百計劃”人才。已授權國內外發明專利50余項。現擔任國際仿生工程學會青年委員會委員。

黃烽，福建師范大學物理與能源學院研究員、博士生導師，2009年從中國科技大學獲博士學位。近年來一直從事無機光電材料的控制合成及其在照明、傳感與顯示中的應用。累計發表SCI論文20余篇，第一或通訊作者論文包括國際頂級期刊Adv. Funct. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem C 等。主持國家自然科學基金面上項目、青年基金項目，以及福建省自然科學基金和福建省科技廳產業開發引導性（重點）項目。

陳魯倬團隊在透明驅動器領域的相關文獻：

Transparent actuators and robots based on single-layer superaligned carbon nanotube sheet and polymer composites, Nanoscale, 2016, 8, 6877-6883;

Transparency-switchable actuator based on aligned carbon nanotube and paraffin-polydimethylsiloxane composite, Carbon, 2017, 116, 625-632.

本文由福建師范大學物理與能源學院投稿