中国科学院宁波材料技术与工程研究所肖鹏副研究员、陈涛 研究员团队在《Acc. Mater. Res.》期刊发表名为“Carbon-Based Janus Films toward Flexible Sensors, Soft Actuators, and Beyond”的论文，研究总结了小组在碳基Janus薄膜方面的重要进展，并讨论相关的重要报告工作。

首先介绍了常用的碳纳米材料的基本特性，然后讨论了高性能碳基Janus薄膜的一般制备策略，包括固体支持的物理/化学方法和基于液体支持的界面策略。其中，我们仔细介绍了两种功能成分的典型组合，以获得先进和协同的特性。基于组合的可设计功能，将详细讨论针对传感器、致动器、自感应致动器等的生物启发人工皮肤。最后，将提出结构设计、结构接口和综合功能方面的挑战和前景。期望该研究能让人们更好地了解碳基Janus功能膜的设计、制造、应用和挑战，以及它们在智能机器人发展中的巨大潜力。

生物启发的碳基Janus薄膜在柔性传感器、软执行器及其集成装置等前沿领域的最新进展。在这个报告中，首先讨论了各种碳纳米材料的一般特性，然后介绍了通过固体支持的物理和化学方法制备碳基Janus薄膜的典型策略，并进一步强调了新开发的基于液体支持的大面积、超薄和均匀薄膜的界面工程技术。同时，还详细讨论了Janus薄膜的制备过程和内在特性之间的关系。然后，还展示了仿生电子表皮、软驱动和自感应驱动系统的先进应用。具体来说，我们主要关注基于空气/水界面策略的Janus薄膜在高性能表皮电子、非接触传感、光控执行器和自感仿生鱼鳔方面的应用。

尽管已经付出了巨大的努力，但仍然存在一些挑战。首先，对于碳纳米材料的生物毒性，仍然没有确切的答案。为了减少毒性的风险，用生物相容性的材料进行复合和封装设备预计将成为替代战略。通常情况下，需要一个强大的两相结构界面，以确保稳定的驱动行为和高度可靠和准确的感应反馈信号。替代方法包括构建有效的互锁界面，形成共价相互作用，以及物理和化学策略的结合。

此外，当暴露在恶劣的环境中时，碳基Janus薄膜应被积极赋予特定的功能，如自我修复、耐磨、耐高温和抗霜冻。同时，赋予碳基Janus薄膜以多功能，对于实现复杂的智能软体机器人系统具有重要意义。此外，一些合理的工程策略是非常可取的，以确保有效的功能协同，以及在多变的环境下以无错误的方式执行动作的能力。同时，在Janus薄膜上追求高性能设备（如高精度、位置识别传感器和可编程多级执行器）的良好控制模式，是非常可取的。最后，结合先进的原位印刷和卷对卷技术深入开发界面策略，有望成为实现新的传感和/或致动功能以及相关的软机器人技术的一个有前途的途径。

来源：传感器专家网