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科技工作者之家 2020-02-15
来源:中国科学杂志社
在最近发表于《国家科学评论》(National Science Review,NSR)的文章中,研究者制备了一种既能进行复杂形变,又能实现自动化控制的湿度响应石墨烯致动器集群。
通过设计不同的SU-8图案实现的复杂形变
所谓致动器,是一种可以将各种环境刺激转换成机械形变的自动化器件。可以想象,软体机器人、微机电系统、微流控芯片等领域都需要致动器。
近年来,基于石墨烯材料的碳基致动器备受关注。然而现有的石墨烯致动器还有待改进:一方面,传统双层结构只能实现简单的弯曲形变;另一方面,对致动器形变的程序化控制仍是难点。这项工作正是在这两方面取得了进展,同时实现了复杂形变与程序化控制。
自然界中,由许多细胞组成的细胞集群可以发生整体耦合形变。受此启发,研究者在石墨烯氧化物(GO)薄膜上铺设图案化的光聚合物(SU-8)微阵列。其中每个SU-8图案彼此独立,并与GO层形成双层致动器结构,可以随湿度条件的变化发生主动变形。变形过程中,集群中各个致动器(致动器1,致动器2……致动器n)的形变相对独立又相互制约,所以,对SU-8图案的几何形状、分布和取向进行设计,就可以实现对整体结构形变的灵活控制。
(a)制备流程示意图。(b)湿度刺激下,纸质模型可控变形示意图
这种全新的石墨烯致动器集群化设计方案,为致动器复杂形变的程序化控制提供了新的思路。该研究以 “Programmable deformation of patterned bimorph actuator swarm” 为题发表于NSR。吉林大学张永来教授和清华大学孙洪波教授为论文的共同通讯作者。吉林大学马佳楠博士为论文的第一作者。
文章信息:
https://doi.org/10.1093/nsr/nwz219
来源:scichina1950 中国科学杂志社
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzQ5MzQyNA==&mid=2656802590&idx=1&sn=338016109a80dc90b010f6977e787347&chksm=84a109c1b3d680d71c6be712e7fd779adc017ad9f6cc9f6c04393da678770e387440fc4282e9#rd
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