«Развитие умных материалов, таких как отзывчивая влажностью графеновая окись очень важно для автоматизации и робототехники», сказал Ён-Лай Чжан из Цзилиньского университета, Китай и лидер исследовательской группы. «Наш очень простой метод для того, чтобы сделать типичные графеновые окиси умными также чрезвычайно эффективен. Лист может быть подготовлен в течение одной секунды».В журнале Optical Materials Express, от Оптического Общества (OSA), исследователи сообщили, что графеновые листы окиси отнеслись с кратковременным воздействием яркого света в форме показанного обратимого изгиба вспышки камеры под углами от ноля до 85 градусов в ответ на переключение относительной влажности между 33 и 86 процентов. Они также продемонстрировали, что их метод повторяем, и у простых роботов, которые они создали, есть хорошая стабильность.
Хотя другие материалы могут изменить форму в ответ на влажность, исследователи экспериментировали с основанными на графене материалами, потому что они невероятно тонкие и имеют уникальные свойства, такие как гибкость, проводимость, механическая сила и биологическая совместимость. Эти свойства делают графеновый идеал для широких применений в различных областях. Например, превосходная биологическая совместимость материала могла позволить отзывчивой влажностью графеновой окиси использоваться в органе на чипе системы, которые моделируют механику и физиологический ответ всех органов и используются для изобретения лекарства и другого биомедицинского исследования.Создание отзывчивого влажностью материала
Другие группы показали, что графеновая окись может быть сделана влажностью, отзывчивой посредством химической реакции, названной сокращением, которое удаляет кислород из молекул. На самом деле исследователи ранее продемонстрировали, что и солнечный свет и Ультрафиолетовый свет могут вызвать эффект.
Однако этими подходами было трудно точно управлять и не очень эффективные.Исследовательская группа экспериментировала с использованием вспышки камеры, которая, как правило, покрывает широкий спектральный диапазон как простой и эффективный способ создать отзывчивый влажностью графен. Вспышка камеры позволила исследователям удалять кислород из или уменьшать, всего одна сторона листа графеновой окиси.
Когда влажность присутствует, уменьшенная сторона графеновой окиси поглощает меньше молекул воды, заставляя неуменьшенную сторону расшириться и лист, чтобы согнуться к уменьшенной стороне. Если материал тогда выставлен, чтобы высушить воздух, он выравнивается.Исследователи нашли, что хранения вспышки на расстоянии в приблизительно 20 – 30 сантиметров от графенового листа окиси было достаточно, чтобы выборочно изменить верхний слой листа, не проникая полностью до другой стороны. Лист также должен быть больше чем 5 микронов толщиной, чтобы препятствовать тому, чтобы он был полностью уменьшен воздействием вспышки.
Графеновые роботыЧтобы сделать управляемого влажностью подлеца, исследователи режут рассматриваемую со вспышкой графеновую окись на форму насекомого с четырьмя ногами. Автономный подлец был приблизительно 1 сантиметр шириной и продвинулся, когда влажность была увеличена. Выключение влажности и на несколько раз вызываемом подлец, чтобы переместить 3,5 миллиметра за 12 секунд, без внешнего энергоснабжения.
Исследователи также сделали форму когтя, держась вместе восемь 5 1 ленты миллиметра рассматриваемой со вспышкой графеновой окиси в форме звезды. Когда влажность присутствовала, коготь, закрытый в течение 12 секунд. Это возвратилось назад к открытой позиции после 56 секунд воздействия, чтобы высушить воздух.«Эти роботы просты и могут гибко управляться, изменяя экологическую влажность», сказал Чжан. «Эти проекты очень важны, потому что перемещение и завоевание/выпуск – основные функции автоматизированных систем».
Чжан добавил, что интеграция отзывчивого влажностью графена в систему микроканала, связанную с диспетчером влажности, могла позволить еще более точный контроль и другие типы роботов или простых машин. Исследователи теперь работают над способами улучшить контроль изгиба материала и экспериментируют со способами получить более сложную работу от роботов, сделанных из отзывчивой влажностью графеновой окиси.