Smart actuators with fast and reversible changes towards external stimuli have attractive potentials in diverse applications. Here, we present the rational design and facile fabrication of graphene oxide (GO)/poly (N-isopropylacrylamide) (PANIPAM) hybrid film-based bilayer actuators, which display efficient and reversible bending/unbending behaviors in response to repeated cycles of near-infrared (NIR) light irradiations. Our bilayer actuator comprises a layer of GO, and a layer of GO/PNIPAM (GP) hybrid, taking advantages of the NIR absorbance and photothermal conversion capability of GO, along with the thermo-responsiveness of PNIPAM. Upon NIR light irradiation, GO converts absorbed light into heat, which subsequently triggers the shrinkage of PANIPAM chains, leading to the bending of the bilayer actuator. Owning to the shape inertness of GO to the NIR light, repeated irradiations of NIR light cause the bilayer to shrink/relax in an asymmetric manner, consequently leading to reversible bending/unbending behaviors of the bilayer actuator. Remarkably, our actuator shows templated bending orientation once exposed to NIR light, and exhibits shape memory effect due to the incomplete recovery of PNIPAM chains. This shape memory effect is retained in rectangular strips cut from the original disk-shaped bilayer and is exploited to selectively achieve either bending or twisting deformation. As an interesting example for potential practical utilization, a smart NIR light-driven forklift capable of lifting goods has been built by pinning one side of the bilayer film.

对外部刺激具有快速且可逆变化的智能执行器在各种应用中具有诱人的潜力。在这里，我们介绍了基于氧化石墨烯（GO）/聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PANIPAM）混合薄膜的双层执行器的合理设计和简便制造，这些执行器显示出有效的和可逆的弯曲/未弯曲行为，以响应近乎重复的循环。红外（NIR）光辐照。我们的双层执行器包括一层GO和一层GO / PNIPAM（GP）混合材料，充分利用了GO的近红外吸收和光热转换能力以及PNIPAM的热响应性。在近红外光照射下，GO将吸收的光转换成热量，随后触发PANIPAM链的收缩，从而导致双层执行器弯曲。由于GO对NIR光的形状惰性，NIR光的重复照射导致双层以不对称的方式收缩/松弛，因此导致双层致动器的可逆弯曲/未弯曲行为。值得注意的是，我们的执行器一旦暴露在近红外光下就显示出模板化的弯曲取向，并且由于PNIPAM链的不完全恢复而表现出形状记忆效应。这种形状记忆效果保留在从原始圆盘状双层切割而成的矩形条中，并被用于选择性地实现弯曲或扭曲变形。作为潜在的实际应用的有趣示例，通过钉扎双层薄膜的一侧，已构建了能够举升货物的智能NIR光驱动叉车。重复照射NIR光会导致双层以不对称的方式收缩/松弛，因此导致双层执行器的可逆弯曲/未弯曲行为。值得注意的是，我们的执行器一旦暴露在近红外光下就显示出模板化的弯曲取向，并且由于PNIPAM链的不完全恢复而表现出形状记忆效应。这种形状记忆效果保留在从原始圆盘状双层切割而成的矩形条中，并被用于选择性地实现弯曲或扭曲变形。作为潜在的实际应用的有趣示例，通过钉扎双层薄膜的一侧，已构建了能够举升货物的智能NIR光驱动叉车。重复照射NIR光会导致双层以不对称的方式收缩/松弛，因此导致双层执行器的可逆弯曲/未弯曲行为。值得注意的是，我们的执行器一旦暴露在近红外光下就显示出模板化的弯曲取向，并且由于PNIPAM链的不完全恢复而表现出形状记忆效应。这种形状记忆效果保留在从原始圆盘状双层切割而成的矩形条中，并被用于选择性地实现弯曲或扭曲变形。作为潜在的实际应用的有趣示例，通过钉扎双层薄膜的一侧，已构建了能够举升货物的智能NIR光驱动叉车。我们的执行器一旦暴露在近红外光下就显示出模板化的弯曲方向，并且由于PNIPAM链的不完全恢复而表现出形状记忆效应。这种形状记忆效果保留在从原始圆盘状双层切割而成的矩形条中，并被用于选择性地实现弯曲或扭曲变形。作为潜在的实际应用的有趣示例，通过钉扎双层薄膜的一侧，已构建了能够举升货物的智能NIR光驱动叉车。我们的执行器一旦暴露在近红外光下就显示出模板化的弯曲方向，并且由于PNIPAM链的不完全恢复而表现出形状记忆效应。这种形状记忆效果保留在从原始圆盘状双层切割而成的矩形条中，并被用于选择性地实现弯曲或扭曲变形。作为潜在的实际应用的有趣示例，通过钉扎双层薄膜的一侧，已构建了能够举升货物的智能NIR光驱动叉车。