具有许多氧官能团的氧化石墨烯（GO），由于其强烈的水-GO相互作用以及在堆叠的GO片内可实现超快地传输水分子，有望用于对湿度敏感的传感器和执行器中。在过去的五年中，基于GO的防潮执行器显示出明显的优势，优于其他对刺激敏感的材料。研究者们受到自然有机体的启发，通过合理组装GO基执行器，成功开发了各种具有防潮功能的软机器人。此处，对基于GO的水分响应型软机器人开发的里程碑进行了总结。另外，对其工作机制，设计原则，当前成就和前景也进行了全面审查。值得一提的是，基于GO的软机器人正处于自动化智能设备的发展前沿。
 
 
Figure 1. GO和水分子之间的相互作用。a）GO溶液的照片。b）GO纸的照片和横截面SEM图像。c）水分子和石墨烯之间的结合能。d）GO纳米片内水传输路径的示意图。e）水透过GO纸的示意图。f-h）在不同的相对湿度下GO纸的X射线衍射图，拉曼光谱和侧向摩擦力。
 

Figure 2.GO基执行器的设计原理和工作机制。基于a）材料梯度，b）结构梯度和c）湿度梯度的水分响应性GO基执行器的生物模型，典型方案和实验结果。出色的执行性能：d）过去5年，GO基执行器的曲率变化和e）响应时间。
 
 
Figure 3. 受生物启发的软机器人。a）抓地力。b）冰壶。c）滚动。d）弯曲。e）爬行。f）扭曲。g）自我修复。
 
        该论文由吉林大学张永来教授和清华大学孙洪波教授带领的团队于2021年发表在Adv. Sci.期刊上。原文：Bioinspired Soft Robots Based on the Moisture-Responsive Graphene Oxide。

转自《石墨烯杂志》公众号