【引言】
纳米多孔固体(np)是一种新兴的驱动材料，在低工作电压(~1 V)下可以产生大的可逆应变(驱动冲程)。np固体驱动器是通过改变电化学或化学环境中固体表面的表面应力来工作的。这导致了宏观np固体材料的可逆体积膨胀/收缩。
【成果介绍】
我们报告了一种增加纳米多孔金（npg）电化学致动器线性行程的策略，方法是在npg中加入固体和平行金层，形成Au/npg多层复合材料。使用LINSEIS L75膨胀计上的原位膨胀计（DIL）实验对驱动行为进行了表征。垂直于层平面方向的驱动冲程大于混合物预测规则，并且可以比整体npg的驱动冲程大20%；同时，多层复合材料比npg整体材料更硬。目前的研究提供了一种同时增加驱动应变、驱动材料的有效刚度和机械稳定性，从而提高np固体致动器整体性能的方法。在电化学环境，
【图文导读】
图1：(a)随机Au/npg复合材料，(b)堆叠Au/npg层，(c) Au/npg多层复合材料的结构示意图。 (d)根据式1-3分别预测的复合材料的驱动行程与独立整体式npg的驱动行程之比。
图2：(a) Au/npg多层复合材料的合成路线。(b)不同Au层体积分数的Au25Ag75及Au/Au25Ag75多层复合材料的SEM图像。 (c)含20 vol. % Au的Au/npg多层复合材料的SEM图像和npg相的放大图像。
图3：在1M HClO4水溶液中，扫描速度为5 mV/s，测量npg ((a)和(b))和Vnpg = 90%的Au/npg多层复合材料((c)和(d))的电化学驱动。(a)和(c)长度和电流随电位的变化曲线。(b)和(d)样品长度(Δl/l0)、累积电荷(Δq)和电势(E)随时间的变化。
图4： (a) Au/npg多层复合材料的驱动应变幅值随npg (Vnpg)体积分数的函数图。在垂直于层平面的方向上对驱动进行表征。(b) Au/npg多层复合材料的驱动应变与npg整体体驱动应变之比的实验数据与理论预测的比较。
【结论】
总之，我们证明了Au/npg多层复合材料在垂直于层面的方向上的电化学驱动行程比独立的、整体式的、相同结构尺寸的npg样品要大20%。应变放大是通过横向限制npg层的体积变化来实现的，这种变化会在轴向引起附加应变。这一发现为同时提高线性驱动行程、驱动材料刚度和力学性能、输出驱动应力和工作密度提供了途径，从而大大提高np型固体驱动器的整体性能。
