暨大劉明賢教授團(tuán)隊(duì)：基于非對(duì)稱PVA/C/PE雙層膜的光驅(qū)動(dòng)柔性執(zhí)行器和多功能傳感器

2023-10-01 來(lái)源：高分子科技

關(guān)鍵詞：聚乙烯醇聚乙烯 PVA/C/PE雙層膜光驅(qū)動(dòng) 柔性致動(dòng)器

軟驅(qū)動(dòng)器和微型機(jī)器人因其在交通運(yùn)輸、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、臨床護(hù)理和其他領(lǐng)域的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。但相對(duì)復(fù)雜的制造工藝、高昂的價(jià)格、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、較差的便攜性、較低的靈敏度和較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，這些都很大程度上限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。如何利用簡(jiǎn)單的制備方法獲得多功能、低成本、高靈敏度和穩(wěn)定性良好的軟機(jī)器人仍然存在挑戰(zhàn)。

近日，暨南大學(xué)劉明賢教授團(tuán)隊(duì)提出以中國(guó)墨水（C）、聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯(PE)為原料，采用簡(jiǎn)單涂覆的方法制造了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的PVA/C/PE雙層膜的光驅(qū)動(dòng)柔性致動(dòng)器和多功能傳感器。該工作發(fā)表于Science China Materials (中科院分區(qū)：二區(qū)，影響因子：8.10)，題目為”Light-driven Locomotive Soft Actuator and Multi-functional Sensors Based on Asymmetric PVA/Carbon/PE Bilayer Film”。論文第一作者為2021級(jí)碩士生吳鳳，劉明賢教授為論文唯一通訊作者。

該工作通過(guò)刮刀涂布器將PVA/C混合溶液均勻地涂布在PE膜上制備了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的PVA/C/PE雙層膜驅(qū)動(dòng)器(圖1a)。通過(guò)這種方法可以得到厚度很均勻的雙層薄膜，但是由于雙層膜中存在一定的應(yīng)力松弛，整個(gè)膜呈現(xiàn)出很小幅度的卷曲情況。如圖1b所示，通過(guò)該方法制備的薄膜顯示出良好的韌性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以實(shí)現(xiàn)任意的彎曲和折疊。該雙層薄膜由疏水的PE層和親水性PVA/C層組成，其接觸角分別為103.8°和34.2°（圖1c）。在涂覆PVA/C層之后，整個(gè)雙層復(fù)合薄膜的光學(xué)透射率急劇下降，并且在200至900 nm的光譜范圍內(nèi)具有小于0.6%的光學(xué)透射率（圖1d）。而PE膜的機(jī)械性能在涂覆PVA/C混合層后得到一定程度的增強(qiáng)，如圖1e所示。

圖1. PVA/C/PE雙層膜的制備與表征。

PVA/C/PE雙層復(fù)合薄膜的橫截面SEM圖像顯示PVA/C層和PE層緊密結(jié)合，未發(fā)生分層現(xiàn)象（圖1f）。PVA/C/PE雙層復(fù)合薄膜的總厚度為73.3±0.03 μm，其中PVA/C和PE層的厚度分別為732.6±32.9nm和72.6±0.03 μm。當(dāng)PVA與墨水碳納米顆粒(C)混合后，在PVA/C中沒(méi)有出現(xiàn)振動(dòng)峰。該結(jié)果與圖S6的SEM圖像對(duì)應(yīng)（PVA/C層的表面均勻地覆蓋有一層C顆粒）。圖1h中的XRD結(jié)果顯示PVA的特征峰在PVA/C層圖譜中仍然保留。TGA分析了PVA/C復(fù)合膜在10℃ min^-1的加熱速率下的熱穩(wěn)定性(圖1i)。與純PVA相比，PVA/C復(fù)合膜的TGA曲線向更高的溫度移動(dòng)。說(shuō)明墨水C納米粒子的加入使薄膜的熱穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。

圖2. PVA/C/PE雙層膜傳感器的氙燈驅(qū)動(dòng)致動(dòng)。

基于PVA/C/PE雙層膜優(yōu)異的光驅(qū)動(dòng)變形性能，其有望成為構(gòu)建光驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的元件。如圖2a所示，致動(dòng)器由PVA/C和PE層組成。眾所周知，PE是商業(yè)上廣泛使用的高分子材料，具有大的熱膨脹系數(shù)(約500×10^-6 ℃^-1) ^[47]，遠(yuǎn)高于墨水(106×10^-6 ℃^-1) ^[36]和PVA (31.17×10^-7 ℃^-1) ^[48]，而兩層之間的受熱變形失配會(huì)產(chǎn)生大的彎曲變形。在氙燈照射下，PVA/C層吸收光并將其轉(zhuǎn)化為熱能后傳導(dǎo)到PE膜層，PE層受熱而引起體積膨脹。如圖2b所示，當(dāng)用氙燈(60 mW cm^-2)照射蝴蝶形狀的PVA/C/PE驅(qū)動(dòng)器時(shí)，原本張開的蝴蝶翅膀發(fā)生收卷。他們以氙燈為能量源，進(jìn)一步定量研究PVA/C/PE雙層薄膜的光驅(qū)動(dòng)性。如圖2c所示，在氙燈照射(100 mW cm^-2)下，致動(dòng)器在1.2 s內(nèi)彎曲成螺旋狀，連續(xù)照射6.3 s后彎曲角度可達(dá)到近1260°。關(guān)閉氙燈后，驅(qū)動(dòng)器在21 s內(nèi)恢復(fù)到初始形狀，表現(xiàn)出良好的可逆性(具體過(guò)程見(jiàn)視頻S1)。圖2 d則為氙燈驅(qū)動(dòng)形變與回復(fù)過(guò)程對(duì)應(yīng)的熱紅外圖像。

視頻S1. 氙燈驅(qū)動(dòng)下的變形與回復(fù)

圖2e為光刺激下的薄膜彎曲角度與溫度的變化。變形和恢復(fù)過(guò)程中的角度與溫度變化的一致性證實(shí)了薄膜形變驅(qū)動(dòng)的光熱機(jī)制。此外，他們還研究了PVA/C/PE雙層薄膜形變和溫度與光強(qiáng)度之間的關(guān)系 (圖2f)。隨著入射光強(qiáng)度的增強(qiáng)，薄膜的最大彎曲角度和溫度均有所增加。當(dāng)光強(qiáng)度增加時(shí)，更多的光能得以被PVA/C層轉(zhuǎn)化為熱能，傳導(dǎo)到PE層的熱量也會(huì)相應(yīng)更多，最終導(dǎo)致PE層發(fā)生更大的膨脹變形。因此，光強(qiáng)度的增加將導(dǎo)致動(dòng)器具有更大的彎曲變形和更高溫度，這也說(shuō)明了PVA/C/PE驅(qū)動(dòng)器具有良好的光強(qiáng)度可控性。隨后，他們通過(guò)多次的循環(huán)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證光驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性(圖2g)。其最大彎曲角度和初始彎曲角度變?cè)?0個(gè)周期氙燈照射循環(huán)后仍保持很好的穩(wěn)定性。

圖S3. 氙燈驅(qū)動(dòng)的PVA/C/PE致動(dòng)器模擬尺蠖運(yùn)動(dòng)。

尺蠖是自然中常見(jiàn)的軟體動(dòng)物，具有利用背部肌肉的伸展和收縮來(lái)實(shí)現(xiàn)定向爬行的獨(dú)特運(yùn)方式(圖3a)。尺蠖的爬行過(guò)程可以簡(jiǎn)單分為兩種方式：尾巴固定，身體伸展帶動(dòng)頭部前進(jìn)；或者頭部固定，身體拱起帶動(dòng)尾部向前運(yùn)動(dòng)。尺蠖通過(guò)伸展和彎曲間的交替運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)定向爬行。以氙燈作光源，結(jié)合尺蠖的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種類尺蠖的具有雙層結(jié)構(gòu)的PVA/C/PE柔性仿生機(jī)器人，它可以實(shí)現(xiàn)氙燈驅(qū)動(dòng)下的定向移動(dòng)。

圖3b展示了尺蠖狀軟體機(jī)器人的光響應(yīng)爬行示意圖，該機(jī)器人具有鋸齒狀頭部和規(guī)則形狀的尾部。當(dāng)受氙燈照射時(shí)，其身體發(fā)生卷曲；而未受氙燈照射時(shí)，機(jī)器人身體逐漸恢復(fù)其初始形狀。但由于矩形的尾巴(F₁ )比鋸齒狀的頭部受到更多的摩擦(F₂ )，在形變恢復(fù)過(guò)程中受到的阻力會(huì)更大，因此在形變恢復(fù)過(guò)程中呈現(xiàn)身體帶動(dòng)頭部向前運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作。因此，在氙燈的循環(huán)照射下軟體機(jī)器人(21 mm長(zhǎng)，7 mm 寬)能夠?qū)崿F(xiàn)在不同的基底上的運(yùn)動(dòng)。圖3 c為機(jī)器人模擬尺蠖在葉片上的爬行。該尺蠖機(jī)器人在411.7 s內(nèi)在葉片上爬行了40 mm，具體過(guò)程見(jiàn)視頻 S2所示。

視頻S2. 氙燈驅(qū)動(dòng)模擬尺蠖在葉片上運(yùn)動(dòng)。

除了可以實(shí)現(xiàn)在樹葉上的爬行，該機(jī)器人還可以實(shí)現(xiàn)在紙張和棘輪形基板上的定向運(yùn)動(dòng)，具體過(guò)程見(jiàn)視頻 S3和S4所示。

視頻S3. 氙燈驅(qū)動(dòng)模擬尺蠖在紙張上運(yùn)動(dòng)。

視頻S4. 氙燈驅(qū)動(dòng)模擬尺蠖在棘輪形基板上運(yùn)動(dòng)。

圖3d為氙燈刺激時(shí)機(jī)器人頭部和尾部爬行距離隨時(shí)間的變化，揭示了機(jī)器人受氙燈驅(qū)動(dòng)的詳細(xì)過(guò)程。圖3e為機(jī)器人爬行過(guò)程中長(zhǎng)度的變化。當(dāng)氙燈打開時(shí)，機(jī)器人蜷縮起來(lái)，頭部和尾部之間的距離急劇減小。氙燈關(guān)閉，尾部固定，身體帶動(dòng)頭部向前，頭部和尾巴的距離逐漸增大。氙燈強(qiáng)度的波動(dòng)與機(jī)器人長(zhǎng)度變化的一致性進(jìn)一步說(shuō)明了機(jī)器人的定向運(yùn)動(dòng)的光熱驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

基于光熱轉(zhuǎn)換原理，該驅(qū)動(dòng)器還可以實(shí)現(xiàn)在808 nm紅外燈下的驅(qū)動(dòng)。以808 nm紅外光為動(dòng)力源，設(shè)計(jì)了一種利用紅外光的能量波動(dòng)實(shí)現(xiàn)在棘輪形基板上定向連續(xù)爬行的柔性機(jī)器人。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理如圖4a所示，仿生機(jī)器人被放置在棘輪形的基板上（PE層朝上）。當(dāng)施加紅外刺激時(shí)，機(jī)器人的頭部和尾部急劇收縮在一起。當(dāng)紅外刺激被移除時(shí)，機(jī)器人逐漸恢復(fù)到其初始形態(tài)。由于棘輪形基板的獨(dú)特結(jié)構(gòu)的存在，仿生機(jī)器人尾部發(fā)生固定，從而導(dǎo)致恢復(fù)過(guò)程中仿生機(jī)器人的身體伸展帶動(dòng)頭部向前運(yùn)動(dòng)。

圖4. 紅外刺激下仿生機(jī)器人實(shí)現(xiàn)方向可控的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。

在紅外刺激下，軟體機(jī)器人能夠在棘輪形基底上進(jìn)行多種類型的運(yùn)動(dòng)，例如爬行、推箱子和搬運(yùn)貨物，示意圖見(jiàn)圖4b所示。圖4c展示了808 nm紅外光波動(dòng)驅(qū)動(dòng)的尺蠖狀軟機(jī)器人(9.2 mg)的定向運(yùn)動(dòng)的圖像。在808 nm紅外光連續(xù)刺激228 s后，它自發(fā)向右爬行了約38 mm。除了爬行外，機(jī)器人還能推運(yùn)物體，如圖4d所示。除此之外，機(jī)器人還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體（3.4 mg）的搬運(yùn)（圖4e），搬運(yùn)物體的具體過(guò)程見(jiàn)視頻S5。

視頻S5. 機(jī)器人紅外驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的搬運(yùn)。

圖5. PVA/C/PE雙層膜傳感器的光熱性能。

以808 nm紅外激光器為能量源研究了PVA/C/PE雙層膜的光熱性能，不同功率照射下薄膜的紅外熱像如圖5a所示。PVA/C/PE雙層膜的在0.8W cm^-2功率下的熱循環(huán)穩(wěn)定性如圖5b所示，薄膜在紅外的刺激下顯示出穩(wěn)定的加熱和冷卻循�；诒∧ち己玫墓鉄徂D(zhuǎn)換性能，在紅外激光的照射下，薄膜的溫度迅速升高并逐漸達(dá)到平衡溫度，當(dāng)紅外能量關(guān)閉時(shí)，薄膜顯示出快速冷卻過(guò)程 (圖5c)。同時(shí)，薄膜的平衡溫度在一定范圍內(nèi)隨照射光功率的增加而逐漸升高。例如，在0.6、0.7和0.8W cm^-2的功率下，薄膜的平衡溫度分別達(dá)47.0、61.4和76.5℃。
繼而研究了溫度對(duì)薄膜電阻的影響。如圖5d所示，薄膜電阻隨著溫度升高而增加（30℃-90℃）。相關(guān)工作表明，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)或通道斷裂會(huì)增加材料的電阻^[49]。當(dāng)復(fù)合材料受熱時(shí)，由于導(dǎo)電相與基體的膨脹程度不同，復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致“導(dǎo)電通道”的斷裂，從而引起電阻的增大。圖5e顯示了薄膜在氙燈（100 mW cm^-2）照射循環(huán)下的電阻變化，薄膜的電阻隨著氙燈的開閉而呈現(xiàn)出規(guī)律的增加和減�。ó�(dāng)氙燈打開時(shí)，薄膜溫度升高導(dǎo)致電阻增加。而關(guān)閉氙燈后，薄膜溫度迅速降低，薄膜電阻也會(huì)迅速減）。圖5f展示了不同光強(qiáng)度下薄膜的電阻變化。薄膜電阻變化程度隨著光強(qiáng)的降低而逐漸減小。例如，當(dāng)氙燈光強(qiáng)度為100、80 和60 mW cm^-2時(shí)，薄膜電阻分別增加到初始電阻的7.0%、5.2%和2.6%。

圖6. PVA/C/PE雙層薄膜的光熱應(yīng)用。

通過(guò)分析薄膜表面溫度隨氙燈功率的變化，在一定功率范圍內(nèi)二者存在著線性關(guān)系，因此可以很容易地通過(guò)調(diào)節(jié)氙燈功率來(lái)控制PVA/C/PE雙層膜的溫度(圖6a)。PVA/C/PE雙層薄膜的溫度在5次開/關(guān)氙燈的循環(huán)下顯示出良好的循環(huán)穩(wěn)定性(圖6b)�；赑VA/C層具有良好的光熱轉(zhuǎn)換能力，薄膜的表面溫度在5 s內(nèi)急劇增加到90℃，在20 s內(nèi)增加到140℃，溫度達(dá)到平衡后保持穩(wěn)定。(圖6c)。

將PVA/C/PE雙層膜與商業(yè)熱電發(fā)電機(jī)進(jìn)行集成以進(jìn)行應(yīng)用演示(圖6d)。在氙燈照射下，薄膜迅速吸收光能并將其轉(zhuǎn)化為熱能，之后將熱量傳遞到熱電發(fā)電機(jī)的上表面(圖6e)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的上表面和下表面產(chǎn)生溫差后，熱電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電流輸出。如圖6f所示，當(dāng)熱電發(fā)電機(jī)上下表面的溫差保持穩(wěn)定時(shí)，輸出電壓也長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。熱電發(fā)電機(jī)的輸出電壓會(huì)隨著氙燈的功率的增加而增加(圖6g)。在固定功率氙燈照射下，熱電發(fā)電機(jī)的電壓逐漸達(dá)到穩(wěn)定，之后如果進(jìn)一步增加氙燈功率，發(fā)電機(jī)電壓則會(huì)進(jìn)一步升高并逐漸達(dá)到穩(wěn)定 (圖6h)。熱電發(fā)電機(jī)的最大輸出電壓與平衡溫度隨氙燈功率的變化如圖6i所示。當(dāng)氙燈功率從60 mW cm^-2增加到100 mW cm^-2時(shí)，熱電發(fā)電機(jī)的最大輸出電壓從0.11 V上升到0.24 V，平衡溫度從106℃上升到140℃。上述結(jié)果說(shuō)明了PVA/C/PE雙層膜有望應(yīng)用于與戶外便攜式電源器件和光伏轉(zhuǎn)換器件等進(jìn)行集成。

壓力的施加可導(dǎo)致薄膜導(dǎo)電路徑的縮短，從而減小通道電阻^[50]。當(dāng)對(duì)PVA/C/PE雙層膜施加壓力時(shí)，導(dǎo)電C顆粒之間的距離會(huì)縮短，導(dǎo)電路徑會(huì)增加，從而導(dǎo)致薄膜電阻的降低。當(dāng)壓力釋放時(shí)，導(dǎo)電路徑發(fā)生分離，電阻逐漸增大。如圖7a所示，當(dāng)向PVA/C/PE雙層薄膜傳感器施加435.5 kPa的壓力時(shí)，薄膜電阻降低到初始電阻的97%。圖7b展示了薄膜電阻的減小的程度隨著施加壓力的增大而增加。圖7c則展示了傳感器具有良好的壓力循環(huán)穩(wěn)定性，在對(duì)傳感器施加一定壓力循環(huán)72次后，該傳感器仍然良好的穩(wěn)定性。

基于PVA/C/PE雙層膜具有良好的壓力響應(yīng)性，它可用于監(jiān)測(cè)各種人體生理信號(hào)和細(xì)微運(yùn)動(dòng)，如肘彎曲、膝彎曲、手指彎曲、喉嚨吞咽、腹部呼吸等。如圖7e所示，他們將PVA/C/PE雙層薄膜壓力傳感器固定在志愿者的喉嚨上，以監(jiān)測(cè)復(fù)雜的表皮運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)。當(dāng)志愿者進(jìn)行反復(fù)吞咽動(dòng)作時(shí)，電阻曲線呈現(xiàn)出相對(duì)變化且穩(wěn)定的反應(yīng)峰。將PVA/C/PE雙層膜壓力傳感器貼在志愿者的面部和腹部(圖7d 和7f)。隨著志愿者的面部和腹部鼓起，傳感器電阻分別下降到原來(lái)的95%和73%。

圖7. PVA/C/PE雙層膜的壓力響應(yīng)應(yīng)用。

此外，傳感器還可以用作運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，用以監(jiān)測(cè)肘、膝和手指等關(guān)節(jié)的活動(dòng)。將傳感器固定到人體關(guān)節(jié)(例如肘、膝和手指)后，記錄彎曲釋放循環(huán)下的電阻變化(圖7g、7h和7i)。當(dāng)關(guān)節(jié)發(fā)生彎曲時(shí)，傳感器被壓縮，導(dǎo)電路徑增加引起傳感器電阻的降低。由于各種關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不同的強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)。因此，PVA/C/PE雙層薄膜壓力傳感器可以清晰地區(qū)分關(guān)節(jié)的各種彎曲行為。圖7g展示了傳感器的電阻隨肘部彎曲的變化。圖7h則為傳感器檢測(cè)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信號(hào)的變化。除此之外，手指不同角度（0°、45°和90°）的彎曲也可以通過(guò)對(duì)應(yīng)電阻的變化準(zhǔn)確地反映出來(lái)(圖7i)。這些結(jié)果表明該傳感器可以準(zhǔn)確地用于運(yùn)動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)，并有望應(yīng)用于個(gè)性化健康監(jiān)測(cè)、人機(jī)界面、運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)監(jiān)測(cè)和患者康復(fù)輔助等方向。

圖8.PVA/C/PE雙層膜的光響應(yīng)應(yīng)用。

他們?cè)O(shè)計(jì)了由氙燈驅(qū)動(dòng)的抓手，能夠改變面部表情的機(jī)器貓，實(shí)現(xiàn)卷曲和恢復(fù)的象鼻和能夠盛開與閉合的仿生花作為光響應(yīng)的應(yīng)用展示。在氙燈照射下原本張開的抓手逐漸收卷 (9.8 mg) 實(shí)現(xiàn)對(duì)自身重量14倍的物體的捕捉，關(guān)閉氙燈后抓手逐漸打開釋放物，具體過(guò)程見(jiàn)視頻S6。

視頻S6. 氙燈驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的捕獲。

該過(guò)程的示意圖如圖8a所示。抓取過(guò)程對(duì)應(yīng)的過(guò)程圖和熱紅外圖則分別如圖8b和圖8c所示。除此之外，PVA/C/PE還有望用于仿生學(xué)相關(guān)領(lǐng)域。圖8d展示了象鼻狀機(jī)器人在氙燈刺激下卷曲實(shí)現(xiàn)對(duì)小球的捕獲，具體過(guò)程見(jiàn)視頻S7。

視頻S7. 氙燈驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)象鼻卷曲。

圖8e展示了氙燈驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)貓咪表情的變化。在沒(méi)有光照時(shí)，貓咪處于不開心的狀態(tài)。一旦光照發(fā)生，貓咪立刻表現(xiàn)出愉悅的狀態(tài)。此外，用該雙層薄膜制備的仿生花朵還可以實(shí)現(xiàn)氙燈驅(qū)動(dòng)下的盛開與閉合(圖8f）。當(dāng)該仿生花暴露在光照下時(shí)，原本盛開的花朵會(huì)逐漸關(guān)閉，而關(guān)閉氙燈后，花朵逐漸恢復(fù)到初始盛開狀態(tài)，具體過(guò)程見(jiàn)視頻S8。

視頻S8. 氙燈驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)仿生花的開閉。

這些例子表明PVA/C/PE雙層薄膜在智能機(jī)器人和智能設(shè)備的等領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用潛力。

綜上所述，本工作中開發(fā)的PVA/C/PE雙層薄膜呈現(xiàn)出制備過(guò)程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉、功能多樣等優(yōu)點(diǎn)。因此，它在可穿戴設(shè)備、運(yùn)輸、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備集成和臨床輔助治療等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。

該論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（52073121）、廣東省自然科學(xué)基金（2019A1515011509）、廣州市科技計(jì)劃（202102010117）、中央高校基礎(chǔ)研究基金（21622406）、佛山國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目組（2220197000129的資助。

論文鏈接：https://www.sciengine.com/SCMs/doi/10.1007/s40843-023-2619-7

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