水凝胶的独特性质使得设计栩栩如生的软智能系统成为可能。然而,刺激响应型水凝胶仍然受到驱动控制有限的困扰。直接电子控制电子导电水凝胶可以解决这一难题,并允许与现代电子系统直接集成。本发明展示了一种具有高平面电导率的电化学控制纳米线复合水凝胶,可刺激单轴电化学渗透膨胀。该材料系统允许在仅 -1 V 的电压下精确控制形状变形,其中水凝胶本体的电容充电导致高达 300% 的单轴膨胀,这是由于每个电子离子对约 700 个水分子的进入引起的。该材料在关闭时会保持其状态,这对于电调谐膜来说是理想的选择,因为膨胀和中孔率之间的固有耦合使得能够通过电子控制渗透性以实现自适应分离、分馏和分布。用作电化学渗透水凝胶致动器,它们可实现高达 0.7 MPa 的电活性压力(1.4 MPa vs 干燥)和 ≈ 150 kJ m − 3 的工作密度
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