Carbon Nanotube Hybrid Yarn with Mechanically Strong Healable Silicone Elastomers for Artificial Muscle

材料科学 人工肌肉 弹性体 韧性 复合材料 自愈 耐久性 极限抗拉强度 硅橡胶 硅酮 碳纳米管 执行机构 计算机科学 人工智能 替代医学 病理 医学
作者
Shengping Dai,Xiaoshuang Zhou,Xinghao Hu,Xu Dong,Yaoyao Jiang,Guanggui Cheng,Ningyi Yuan,Jianning Ding
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:4 (5): 5123-5130 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acsanm.1c00576
摘要

Electrothermally driven artificial muscles attract significant attention owing to their fast response and large tensile and torsional actuations. However, inevitable damage poses a serious challenge to the durability and antiinterference ability of artificial muscles. In this study, a multiple dynamic bond-based supramolecular silicone elastomer is designed, which exhibits excellent self-healing properties between different types and mechanical properties, such as optimal antipuncture, notch-insensitive, toughness stretchability (1504%), and self-recovery properties. Moreover, a self-healable hybrid yarn artificial muscle (HYAM) is fabricated using a self-healing silicone elastomer as a guest material, which improves the environmental adaptability. The presented HYAMs generate a maximum tensile stroke of 9.7% and a work capacity of 0.49 J/g—12.7 times that of the natural muscle. This study provides a feasible strategy for improving the durability of self-healing artificial muscles and extending their lifetime.
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