本研究首次以噻吩基硼酸盐共价有机骨架(T‐COF)为模板,采用硼和硫共掺杂多孔碳电极(BS‐COF‐Cs)共同研制出高性能离子软致动器。硼比碳的单电子缺陷导致空穴电荷载流子的产生,而硫由于其电子密度高,在BS - COF - C电极中产生电子载流子。BS‐COF‐C电极的这种拮抗功能有助于电荷传递速率,从而在交流输入信号下,在已开发的离子软致动器中实现快速电荷分离。此外,BS‐COF‐Cs的co‐掺杂的分级孔隙度、高表面积和协同效应在BS‐COF‐Cs与聚(3,4‐乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)的有效相互作用中发挥着至关重要的作用,导致相应复合电极产生高的电‐化学‐机械性能。最后,基于BS‐COF‐C电极开发的离子软致动器具有较大的弯曲应变(0.62%),良好的耐久性(运行6小时内90%的保持力),在极低的0.5 V谐波输入下,其弯曲位移是PEDOT:PSS的2.7倍。研究表明,杂原子共掺杂电极的拮抗作用对离子人工肌的驱动性能起着至关重要的作用。
——文章发布于2019年2月28日