High‐Performance MXene Hydrogel for Self‐Propelled Marangoni Swimmers and Water‐Enabled Electricity Generator

材料科学 马朗戈尼效应 推进 纳米技术 发电 海水 发电机(电路理论) 化学工程 计算机科学 功率(物理) 工程类 航空航天工程 物理 表面张力 海洋学 地质学 量子力学
作者
Jiayi Zhou,Yan Zhang,Mingyu Zhang,Dongye Yang,Wenwei Huang,Zheng Ao,Lingyan Cao
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:12 (2) 被引量:10
标识
DOI:10.1002/advs.202408161
摘要

Abstract Developing multifunctional materials that integrate self‐propulsion and self‐power generation is a significant challenge. This study introduces a high‐performance MXene‐chitosan composite hydrogel (CM) that successfully combines these functionalities. Utilizing Schiff base bond and hydrogen bond interactions, the CM hydrogel, composed of chitosan, vanillin, and MXene, achieves exceptional self‐propulsion on water driven by Marangoni forces. The hydrogel demonstrates rapid movement, extended operation, and controllable trajectories. Notably, the CM hydrogel also exhibits superior degradability, recyclability, and repeatability. Furthermore, the nano‐confined channels within the hydrogel play a crucial role in enhancing its water‐enabled electricity generation (WEG) performance. By efficiently adsorbing water molecules and selectively transporting cations through these channels, the hydrogel can generate electricity from water molecules and cations more efficiently. As a result, the CM‐WEG achieves a stable open‐circuit voltage of up to 0.83 V and a short‐circuit current of 0.107 mA on seawater, with further improvements in K 2 CO 3 ‐containing water, reaching 1.26 V and 0.922 mA. Leveraging its unique combination of self‐propulsion and WEG functionalities, the CM hydrogel is successfully used for cargo delivery while simultaneously powering electronic devices. This research represents a significant step toward the development of self‐powered, autonomous soft robotics, opening new research directions in the field.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
小胖发布了新的文献求助10
1秒前
李健应助健忘小松鼠采纳,获得10
1秒前
chaser发布了新的文献求助30
1秒前
自然忆梅发布了新的文献求助10
2秒前
云止完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
隐形曼青应助lvzhechen采纳,获得10
2秒前
阿幽发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
廖智慧完成签到,获得积分10
3秒前
mm完成签到,获得积分20
3秒前
星辰大海应助懿懿采纳,获得10
4秒前
Vintoe发布了新的文献求助10
4秒前
研友_VZG7GZ应助谢嘻嘻嘻嘻采纳,获得10
4秒前
CipherSage应助笑点低的含之采纳,获得10
4秒前
冷傲嫣发布了新的文献求助10
4秒前
迷路的沛芹完成签到 ,获得积分0
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
天天快乐应助钮钴禄鬼鬼采纳,获得10
6秒前
万能图书馆应助未来可期采纳,获得10
7秒前
7秒前
河马dd发布了新的文献求助10
7秒前
爱与自由发布了新的文献求助10
7秒前
闫雪艳发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
小胖完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
dew应助幸识采纳,获得20
8秒前
打打应助QQQ采纳,获得10
9秒前
Meyako完成签到 ,获得积分0
9秒前
doo发布了新的文献求助10
11秒前
无花果应助zq采纳,获得10
12秒前
nowordz发布了新的文献求助10
12秒前
AAA建材王哥完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
International Arbitration Law and Practice 1000
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6154721
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7983237
关于积分的说明 16587392
捐赠科研通 5265208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2809572
邀请新用户注册赠送积分活动 1789768
关于科研通互助平台的介绍 1657447