今日Nature：利用MoS2納米片打造電化學致動器
【前言】
致動器能將電能轉換為機械能，并在機器設備如可控導管、飛行器自調控機翼以及風力渦輪減阻等眾多電化學體系有著廣泛的用途。驅動系統包含多種刺激響應，如熱、溶劑吸附與解吸或是電化學作用（在碳納米管電極、石墨電極、聚合物電極以及金屬體系）。電活性聚合物在致動器的應用已進行了多年研究，但聚合物的應變能力一直保持著較低水平，主要是因為其楊氏模量低的緣故。Au-Pt體系則應變過大使得無法在高頻下運用。因此要找到一個基于電刺激響應并有著合適應變的材料應用于電化學致動器仍是一挑戰。
【成果簡介】
2017年8月31日，Nature頂刊最新在線發表了羅格斯大學Manish Chhowalla（通訊作者）等人關于致動器的最新研究成果，題為“Metallic molybdenum disulfide nanosheet-based electrochemical actuators”。研究發現通過在塑料薄膜基底上堆疊二維MoS2納米片，基體能表現出很強的機械作用力，從而實現動態可伸縮電極薄膜。這種薄膜可以承受其自身150倍的重量，并且使用循環特性好，在幾毫米的作用范圍可以實現上百次循環。值得一提的是，在運行頻率達到1Hz時，該MoS2薄膜能產生大約17 MPa的機械應力，較哺乳動物的肌肉所產生的（大約0.3 MPa）還要高，可與陶瓷基壓電致動器相較（大約40 MPa），產生的應變大約0.6%。同時致動器的運行主要源于MoS2納米片的高電導率和納米片間快速的質子擴散。該研究成果為高應變和高頻應用領域引入了一種全新的電化學致動器。
【圖文解讀】
圖一、致動器的表征與性能測試
圖二、利用束流偏轉模式測試應變和面內系數
圖三、基于MoS2納米片電極的雙層壓電片的性能測試
文獻鏈接：Metallic molybdenum disulfide nanosheet-based electrochemical actuators（Nature，2017，Doi:10.1038/nature23668）
本文由材料人學術組大黑天供稿，材料牛編輯整理。
材料牛網專注于跟蹤材料領域科技及行業進展，如果您對于跟蹤材料領域科技進展，解讀高水平文章或是評述行業有興趣，點我加入編輯部。歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。
投稿以及內容合作可加編輯微信：xiaofire-18，吳玫，我們會拉各位老師加入專家群。
