@ 2015.05.24 , 08:45

石墨烯和「人造肌肉」

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在生物仿生科学研究领域,一种被称为人造肌肉的复合材料号称能够成为水下交通运输的动力装置,还能用于帮助残疾人(假肢)进行复原。

这种离子聚合物复合材料构造非常简单,你只需要将2块聚合物电极接上电源, 然后打开开关,其中的离子就会随电压迁移,聚合物就会发生相应的变化。

但目前还有个问题就是,在长时间暴露于空气和电流中使用金属电极时,电极会产生裂缝,部分粒子会从缝隙逃逸,这将影响人工肌肉的性能。

韩国科学技术院(KAIST)先进科学技术研究所的科学家们希望通过石墨烯材料来解决相关问题。

在最近发表在《ACS Nano》杂志的一篇论文中,来自KAIST的研究团队采用一种性价比很高的石墨烯材料——疏水性激光蚀刻低氧化石墨烯纸(HLrGOP)来解决这个问题。而这种材料最近被用于超级电容(supercapacitors )的制作。通过降低相关的石墨氧化物成分,能够获得较为纯净的石墨烯,这种高纯的石墨烯材料也被用于3D全息显示方面。

尽管如此,在人造肌肉应用中,主要开始考虑利用材料的疏水性。这种疏水性的石墨烯电极表面十分光滑,内部也比较硬,这就能防止电极产生裂纹,内部也有利于离子的传输。

在实验中,采用这种材料的人工肌肉具有更好的耐用性,损坏也更慢。实验结果令人鼓舞,不过他们称相关的改进工作还有很多。在韩科院设计的一个仿生机器人中,他们将使用这种新的人工肌肉。计划这个机器人将是一部能够在水中行走的水马(water strider )或者是相关水黾科的昆虫。

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本文译自 ieee.org,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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