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吉林大學張永來教授和清華大學孫洪波教授團隊--基于水分響應性氧化石墨烯的生物啟發式軟機器人
      具有許多氧官能團的氧化石墨烯(GO),由于其強烈的水-GO相互作用以及在堆疊的GO片內可實現超快地傳輸水分子,有望用于對濕度敏感的傳感器和執行器中。在過去的五年中,基于GO的防潮執行器顯示出明顯的優勢,優于其他對刺激敏感的材料。研究者們受到自然有機體的啟發,通過合理組裝GO基執行器,成功開發了各種具有防潮功能的軟機器人。此處,對基于GO的水分響應型軟機器人開發的里程碑進行了總結。另外,對其工作機制,設計原則,當前成就和前景也進行了全面審查。值得一提的是,基于GO的軟機器人正處于自動化智能設備的發展前沿。
 
 
Figure 1. GO和水分子之間的相互作用。a)GO溶液的照片。b)GO紙的照片和橫截面SEM圖像。c)水分子和石墨烯之間的結合能。d)GO納米片內水傳輸路徑的示意圖。e)水透過GO紙的示意圖。f-h)在不同的相對濕度下GO紙的X射線衍射圖,拉曼光譜和側向摩擦力。
 

Figure 2.GO基執行器的設計原理和工作機制。基于a)材料梯度,b)結構梯度和c)濕度梯度的水分響應性GO基執行器的生物模型,典型方案和實驗結果。出色的執行性能:d)過去5年,GO基執行器的曲率變化和e)響應時間。
 
 
Figure 3. 受生物啟發的軟機器人。a)抓地力。b)冰壺。c)滾動。d)彎曲。e)爬行。f)扭曲。g)自我修復。
 
        該論文由吉林大學張永來教授和清華大學孫洪波教授帶領的團隊于2021年發表在Adv. Sci.期刊上。原文:Bioinspired Soft Robots Based on the Moisture-Responsive Graphene Oxide。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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