福建师大陈鲁倬/黄烽Nanoscale封面论文：基于半导体纳米颗粒局域表面等离子体共振的透明光驱动器用于伪装软机器人

【引言】

在自然界中，透明的身体对动物来说是一种简单而有效的“被动”伪装策略。例如，玻璃翼蝴蝶的翅膀是透明的，所以它可以自然地融入所处环境之中，减少被捕食者发现的风险。动物可以通过这种策略把自己隐藏在周围环境中。因此，开发透明驱动器对于伪装或“隐形”的软机器人的应用具有重要意义。

【成果简介】

近日，福建师范大学陈鲁倬教授团队与黄烽研究员合作，报道了基于半导体纳米颗粒局域表面等离子体共振的透明光驱动器。该研究创新性地将具有局域表面等离子体共振特性的半导体纳米颗粒（LSPR-SNC）引入光驱动器中，以替代常规吸光剂（染料、颜料或碳粉等，不透明）。这些半导体纳米颗粒对于可见光的吸收较弱，但对于红外波段的光具有显著的吸收。这一特性源自于半导体纳米晶的局域表面等离子体共振行为。采用这些半导体纳米颗粒制备成的光驱动器，呈现出基本透明的外观，但在红外光的刺激下能够实现较大的机械自形变。这中器件可应用于未来构建具有隐形、自然伪装功能的柔性仿生机器人。相关成果以题为“Transparent photoactuators based on localized-surface-plasmon-resonant semiconductor nanocrystals: a platform for camouflage soft robots”发表在Nanoscale上，并被选为封面论文（Outside Front Cover Paper），论文第一作者为黄烽研究员、通讯作者为陈鲁倬教授和张薇副教授。

上述研究工作得到国家自然科学基金、福建省杰出青年科学基金、福建省特殊支持“双百计划”等的资助。

【图文导读】

图1. Nanoscale 2020年第12期封面

图2.基于LSPR-SNC驱动器的仿生玻璃翼蝴蝶

(A) 仿生玻璃翼蝴蝶（虚线部分）在一朵花上的光学照片。

(B) 被红外光驱动的仿生玻璃翼蝴蝶（虚线部分）的光学照片。

(C) 被红外光驱动的仿生玻璃翼蝴蝶的红外热图像。

文献链接：Feng Huang, et al. Transparent photoactuators based on localized-surface-plasmon-resonant semiconductor nanocrystals: a platform for camouflage soft robots,Nanoscale, 2020, 12, 11878–11886.

作者简介：

陈鲁倬，福建师范大学物理与能源学院教授、博士生导师。2011年从清华大学获博士学位，曾入选国家自然科学基金委中德科学中心“林岛项目”。近年来从事智能驱动材料与柔性可穿戴器件的研究，以第一或通讯作者在ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy等期刊发表SCI论文30余篇，研究成果曾被美国化学会新闻周刊等报道。主持国家自然科学基金面上项目、青年基金项目；福建省杰出青年基金项目；入选福建省特殊支持“双百计划”人才。已授权国内外发明专利50余项。现担任国际仿生工程学会青年委员会委员。

黄烽，福建师范大学物理与能源学院研究员、博士生导师，2009年从中国滚球体育 大学获博士学位。近年来一直从事无机光电材料的控制合成及其在照明、传感与显示中的应用。累计发表SCI论文20余篇，第一或通讯作者论文包括国际顶级期刊Adv. Funct. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem C 等。主持国家自然科学基金面上项目、青年基金项目，以及福建省自然科学基金和福建省滚球体育 厅产业开发引导性（重点）项目。

陈鲁倬团队在透明驱动器领域的相关文献：

Transparent actuators and robots based on single-layer superaligned carbon nanotube sheet and polymer composites,Nanoscale, 2016, 8, 6877-6883;

Transparency-switchable actuator based on aligned carbon nanotube and paraffin-polydimethylsiloxane composite,Carbon, 2017, 116, 625-632.

本文由福建师范大学物理与能源学院投稿