最新!北京化工大学Liu, Yanze今年第2篇SCI
论论资讯 ｜ 2023-10-26 ｜
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Self-Powered and Self-Healable Extraocular-Muscle-Like Actuator Based on Dielectric Elastomer Actuator and Triboelectric Nanogenerator
Liu Yanze; Yue Shangzhi; Tian Zhongyuan; Zhu Zijuan; Li Yongji; Chen Xiangyu; Wang Zhong Lin; Yu Zhong-Zhen; Yang Dan
Published：2023-10-25
DOI：10.1002/adma.202309893
研究背景
眼球的运动对于人类视觉系统至关重要，但一些疾病，如ONP，会使患者失去眼球的运动能力。目前，使用DEA作为人工肌肉来帮助这些患者恢复视力是一种可行的方法。然而，DEA的高驱动电压和易损的电极限制了它们的长期安全使用。因此，需要一种具有自愈合性能的新型DEA来解决这个问题。
研究内容
本文提出了一种新型的自愈合DEA（SDEA），它使用可逆亚胺键和氢键制备了聚二甲基硅氧烷柔性电极，并涂覆在丙烯酸酯薄膜的两侧。然后，使用高输出的triboelectric纳米发电机（TENG）来驱动SDEA，构建了一种自供电的DEA（TENG-SDEA）。在135.9 kV/mm下，自供电的SDEA表现出50.6％的高驱动应变，与DC电源下的SDEA驱动相当。此外，经过3小时的自愈合处理，TENG-SDEA的自愈合效率高达90％以上，即使在机械损伤后也能保持高效率的自愈合。
研究意义
本文提出的SDEA具有自愈合性能，能够在安全电流下工作，并且能够作为柔性电容传感器，实时监测患者的肌肉运动。此外，将多个TENG-SDEA集成在一起，构建了具有定向运动能力的类眼外肌作用器。这种医疗辅助系统可以帮助患有ONP的患者进行疾病控制和预防，以及进行物理康复和治疗。本研究的创新性在于开发了一种具有自愈合性能的新型DEA，为人工肌肉的长期使用提供了新的解决方案，并为医疗辅助系统的开发提供了新的思路。
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