材料院:王建锋教授团队报道了光湿驱动的超快可逆可控致动器(图文)

时间:2019-03-07 00:00

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致动器是将外部刺激(磁场、温度、湿度、光等)转化为机械运动的智能材料系统,可用于电子皮肤,仿生机器人,人造肌肉等领域。传统非对称双层结构致动器面临着响应速度慢、变形单一和变形方向不可控的问题。

王建锋教授团队利用氧化石墨烯和碳纳米管的亲水性差异、优异的光热转换效率和力学各向异性,设计制备了氧化石墨烯/取向碳纳米管双层致动器,实现了红外光驱动和湿度驱动的超快(0.08秒)、可逆(循环10000次)、大幅度(70 o/mm)、定向可控变形(定向弯曲、定向扭转),其响应速度和变形幅度超过了之前文献报道的致动器。

该致动器在红外光和湿度控制下可执行一系列复杂可控的机械运动,例如:以250 mm/s的速度垂直跳跃,以12 mm/s的速度水平滚动、以505 mm/s的速度抛扔物体、瞬间捕捉以335 mm/s速度飞行的物体、在0.34秒内提升23倍重的物体。这种超快、大幅度、可控变形的智能致动器可用于人工肌肉、仿生设备、小型机器人领域。

该研究成果以“Ultrafast yet Controllable Dual-Responsive All-Carbon Actuator for Implementing Unusual Mechanical Movements ”为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》(IF=8.097)上。

实验GIF见学院官网http://clxy.hnu.edu.cn/info/1067/2643.htm。

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