具有許多氧官能團的氧化石墨烯（GO），由于其強烈的水-GO相互作用以及在堆疊的GO片內可實現(xiàn)超快地傳輸水分子，有望用于對濕度敏感的傳感器和執(zhí)行器中。在過去的五年中，基于GO的防潮執(zhí)行器顯示出明顯的優(yōu)勢，優(yōu)于其他對刺激敏感的材料。研究者們受到自然有機體的啟發(fā)，通過合理組裝GO基執(zhí)行器，成功開發(fā)了各種具有防潮功能的軟機器人。此處，對基于GO的水分響應型軟機器人開發(fā)的里程碑進行了總結。另外，對其工作機制，設計原則，當前成就和前景也進行了全面審查。值得一提的是，基于GO的軟機器人正處于自動化智能設備的發(fā)展前沿。
Figure 1. GO和水分子之間的相互作用。a）GO溶液的照片。b）GO紙的照片和橫截面SEM圖像。c）水分子和石墨烯之間的結合能。d）GO納米片內水傳輸路徑的示意圖。e）水透過GO紙的示意圖。f-h）在不同的相對濕度下GO紙的X射線衍射圖，拉曼光譜和側向摩擦力。
Figure 2.GO基執(zhí)行器的設計原理和工作機制。基于a）材料梯度，b）結構梯度和c）濕度梯度的水分響應性GO基執(zhí)行器的生物模型，典型方案和實驗結果。出色的執(zhí)行性能：d）過去5年，GO基執(zhí)行器的曲率變化和e）響應時間。
Figure 3. 受生物啟發(fā)的軟機器人。a）抓地力。b）冰壺。c）滾動。d）彎曲。e）爬行。f）扭曲。g）自我修復。
該論文由吉林大學張永來教授和清華大學孫洪波教授帶領的團隊于2021年發(fā)表在Adv. Sci.期刊上。原文：Bioinspired Soft Robots Based on the Moisture-Responsive Graphene Oxide。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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