润湿行为驱动的纤维织物基人工肌肉研究进展

湿响应纤维织物基人工肌肉是一类在湿环境变化时具有灵敏驱动性能的材料,其运动行为源于纤维织物在湿刺激下发生的结构转变,在软机器人、智能纺织品等多种应用领域中有望发挥重要的作用。根据构型差异,湿响应纤维织物基人工肌肉主要分为纯纤维型、复合纤维型、主-客结构型以及鞘结构型。文章简述了湿响应纤维织物基人工肌肉的研究现状,介绍了4种构型材料的构建原理和结构特性,并进一步分析了它们在性能表现上的优劣,分析表明纯纤维型简单实用,复合纤维型性能优越,主-客结构型设计巧妙,鞘结构型稳定可靠。展望了湿响应纤维织物基人工肌肉的未来发展趋势,指明了人工肌肉的稳定性、响应速度、自主调控能力和多重刺激响应等方面需要进行深入研究和改进,为该领域的进一步研究提供有科学意义的参考和启示。

太阳能水蒸发PVA/炭黑/聚氨酯复合材料的制备及性能研究

以聚酯海绵为基体,通过聚乙烯醇(PVA)水凝胶将炭黑颗粒负载到海绵骨架表面,以炭黑作为光热材料,制备了高效太阳能水蒸发PVA/炭黑/聚氨酯复合材料。通过扫描电子显微镜、紫外-可见光近红外分光光度计、傅里叶红外变换光谱、红外热像仪和人工太阳模拟器,探究了样品的微观结构光吸收、亲水性、光热性能以及水蒸发性能。结果表明:所制备的PVA/炭黑/聚氨酯复合材料具有多级孔结构及优异的亲水性和光热性能,在紫外和可见光范围内光吸收率最高可超过95%,在近红外范围内光吸收率最高可超过90%,在一个太阳辐照下(1kW/m^(2))水蒸发速率最高达到了1.65kg/(m^(2)·h)。