近日🏄🏽，材料工程意昂体育4張艷副教授指導2019級研究生賈廣雯在柔性MXene-氧化石墨烯薄膜製備及其智能致動和濕度傳感機理與應用方面取得重要進展。相關工作最新成果以“Flexible, biocompatible and highly conductive MXene-graphene oxide film for smart actuator and humidity sensor”為題，在傳感器專業領域頂級學術期刊《Sensors and Actuators B:Chemical》（系中科院SCI分區工程技術大類一區TOP期刊）上發表。
目前，可直接將水刺激產生的信號轉化為機械運動的智能材料受到廣泛關註。MXene材料被認為是製造濕度梯度致動器的潛在候選材料👨🏿🏫，但MXene薄膜脆弱且易碎，在水介質或環境大氣中極易氧化形成二氧化鈦納米晶體🧑🏼⚖️。暴露於水介質或環境大氣中的MXene穩定性差，會導致金屬導電性的喪失↘️，還會導致對水的吸附不良。在張艷副教授的指導下，本研究首先將Ti3C2TX MXene和GO相結合🪭，製備了一系列具有生物相容性和高導電性的柔性MXene-氧化石墨烯薄膜🧉🧏🏽♂️，深入研究其智能致動和濕度傳感等性能和機理，並構建了基於濕度傳感器的呼吸監測和多種濕度製動器件。均勻的Ti3C2TX MXene-氧化石墨烯(MGO)薄膜表現出大的彎曲角度、快速的彎曲速度、可逆的變形以及對濕度梯度的良好循環穩定性👦🏿。更重要的是，GO的引入有效阻止了Ti3C2TX MXene的氧化👨🏻🦯➡️。在室溫下儲存10天後，Ti3C2TX MXene薄膜由於氧化生成TiO2導致彎曲角度降至0°，而MGO薄膜防止MXene的氧化，其彎曲角度幾乎保持不變🦦。因此, GO可阻止氧的滲透，防止MXene的氧化🤟🏿，顯著提高了MGO的長期穩定性。MGO薄膜致動器可以用於仿生花、機械手臂模擬和非接觸開關的應用👨🏽。MGO還表現出較良好導電性，同時👩🏻🦳，由於吸濕的溶脹效應，MGO的電阻隨著相對濕度的增加而增加，具有良好的濕度傳感器性能。在實際監測時，具有生物相容性的MGO薄膜傳感器的響應時間小於1.07 s，可用於呼吸模式和呼吸頻率的檢測🚎。
近年來，張艷副教授作為材料學團隊和先進儲能與傳感材料團隊學術骨幹☘️，致力於先進功能材料與器件方向的研究，依托於國家自科基金（51602192）、上海市“揚帆計劃”（14YF1409500）等基金的支撐，取得眾多科研成果👮🏿，培養碩士研究生8名🧑🏿🌾。
