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    受控石墨烯皱折用作人造肌肉执行器

    2019-9-3 10:18| 发布者: admin| 查看: 14| 评论: 0

    通过开发一种可逆地控制大面积石墨烯片的起皱和展开的方法,沐鸣研究人员能够证明皱巴巴的石墨烯 - 聚合物层压板可以用作人造肌肉致动器。

    沐鸣工程师正在用聚合物将原子厚度的碳晶格分层,以创造出具有广泛应用的独特材料,包括人造肌肉。

    被称为石墨烯的晶格由纯碳制成,并且像鸡丝一样在放大下出现。由于其独特的光学,电学和机械性能,石墨烯被用于电子,能量储存,复合材料和生物医学。

    然而,石墨烯极难处理,因为它容易“褶皱”,这取决于环境,可以是正面或负面的特征。不幸的是,科学家们无法控制大面积石墨烯的皱折和展开,以利用其特性。

    沐鸣工程师将控制石墨烯的挑战比作展开纸和湿纸巾之间的差异。

    如果你弄皱普通纸,你可以很容易地将它弄平。“然而,石墨烯更像是湿纸巾。它非常薄且粘稠,一旦弄皱就很难展开。我们已经开发出一种方法来解决这个问题并控制大面积石墨烯薄膜的起皱和展开。“

    沐鸣工程师将石墨烯贴在橡胶薄膜上,该薄膜已经预拉伸了原始尺寸的多倍。一旦橡胶膜中的预拉伸松弛,部分石墨烯从橡胶上脱离,而其他部分保持粘附在橡胶上,形成尺寸为几纳米的附着分离图案。当橡胶松弛时,分离的石墨烯被压缩成皱折。一旦橡胶膜被拉伸回来,粘附的石墨烯将拉动皱折的石墨烯以展开它。

    “通过这种方式,大面积原子厚石墨烯的皱折和展开可以通过简单地拉伸和松弛橡胶薄膜来控制,甚至可以手工控制。

    “我们的方法已经开辟了利用前所未有的[皱巴巴的石墨烯]皱巴巴的石墨烯性质和石墨烯功能的途径。“例如,我们可以通过压皱将石墨烯从透明变为不透明,并通过展开来调整石墨烯。”

    此外,沐鸣工程师将石墨烯与不同的聚合物薄膜分层,制成一种“柔软”的材料,通过收缩和按需扩展,可以起到肌肉组织的作用。当石墨烯通电时,人造肌肉在面积上扩大; 当电力被切断时,它会松弛。改变电压可控制收缩和松弛程度,使致动应变超过100%。

    实际上,石墨烯的褶皱和展开会使人造肌肉发生大的变形。

    新的人造肌肉正在实现各种技术,从机器人技术和药物输送到能量收集和储存。“特别是,他们承诺通过提供轻便假肢和全页盲文显示器等价格合理的设备,大大改善数百万残疾人的生活质量。新人工肌肉的广泛影响可能类似于压电材料对全球社会的影响。

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