近年来，智能分子执行器由于其在外部刺激下将化学能转化为机械能的能力，已经成为一个前沿主题。湿度执行器代表了一种可广泛应用于发电机、人造肌肉、智能纺织品、软体机器人等的智能执行器。然而，在分子水平上实现驱动和阐明驱动机制仍然具有挑战性。笼形多金属氧簇具有富氧表面、纳米空腔和高负电荷，有利于骨架与水分子之间的氢键作用和溶剂化作用，可以成为理解受限空间中水分子微观分子动力学的理想分子平台。[Mo₂O₂S₂]²⁺是一类重要的多金属氧簇构建基元，在很宽的pH范围内，可以作为稳定的构建块、连接体或模板，自组装形成具有预定多样性和美学结构的功能复合物。

针对以上问题，我院臧宏瑛教授课题组通过[Mo₂O₂S₂]²⁺单元、过渡金属和柔性膦酸配体的组装，设计并制备了一种新型的基于笼形多金属氧簇的纳米湿敏分子执行器{Bi₈Mo₄₈}。{Bi₈Mo₄₈}具有较高的吸水率和质子传导率，是分子湿度执行器的良好候选材料。以{Bi₈Mo₄₈}-PDDA薄膜(PDDA=聚二甲基二烯丙基氯化铵)作为湿度响应膜，与商用PVDF薄膜(PVDF=聚偏氟乙烯)偶联制备双层智能分子驱动器，当相对湿度(RH)从33%变化到97%时，该驱动器表现出可逆的膨胀和收缩行为。进一步采用分子动力学模拟方法对这些过程进行了研究，为在分子水平上理解湿度驱动的机理提供了基础。

相关研究工作发表在《美国化学会会志》上。

J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 2243−2251.  DOI: 10.1021/jacs.2c10225。