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吉林大学张永来教授和清华大学孙洪波教授团队--基于水分响应性氧化石墨烯的生物启发式软机器人
      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

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