【石墨烯】利用量子限域超流体技术实现氧化石墨烯智能化
录入日期:2019-8-27
内容

  执行器对周围环境变化十分敏感,可以通过快速、可逆、可控的形状变化将外部刺激转换为可视化形变,在可穿戴器件,电子皮肤和微型机器人等领域已经显示出巨大的应用潜力。鉴于氧化石墨烯能够实现水分子的快速吸附和超快传输,近年来,研究人员不断利用氧化石墨烯作为活性材料层,耦合另一种水分子惰性材料层制备湿度响应执行器。在湿度刺激下,水分子的选择性吸附将在双层材料界面产生应力失配,导致薄膜整体发生形变。然而,在大多数情况下,这种双层执行器在频繁变形过程中,存在层间粘附性不足,给其实际应用带来巨大障碍。
  近日,吉林大学韩冬冬博士、张永来教授,清华大学孙洪波教授团队受到自然生物量子限域流体效应启发,通过制备具有单侧周期条纹结构的氧化石墨烯膜,引入各向异性的量子限域流体通道,实现在不耦合其他材料的情况下制备湿度响应氧化石墨烯膜。该氧化石墨烯膜在湿度环境刺激下,具有响应时间短、形变量大和形变可控等特点,可用于仿生机器人的设计制备,如:湿度刺激爬行的蜈蚣(图1)和捕捉瓢虫的仿生树叶(图2)。

 


图1. 湿度刺激爬行的氧化石墨烯蜈蚣

 

 


图2. 湿度刺激捕捉瓢虫的氧化石墨烯树叶

  该文发表在Advanced Materials 上,第一作者为张永来教授。
  原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):

  Quantum‐Confined‐Superfluidics‐Enabled Moisture Actuation Based on Unilaterally Structured Graphene Oxide Papers
  Yong‐Lai Zhang, Yu‐Qing Liu, Dong‐Dong Han, Jia‐Nan Ma, Dan Wang, Xian‐Bin Li, Hong‐Bo Sun
  Adv. Mater., 2019, 31, 1901585, DOI: 10.1002/adma.201901585
  导师介绍
  孙洪波
  https://www.x-mol.com/university/faculty/60750
  文章来源:X一MOL资讯


 
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