石墨烯人工肌肉

似乎在每一个材料科学的研究领域,石墨烯都能找到自己的用武之地。南开大学陈永胜教授同美国的合作者们向我们展示了磁性石墨烯纸片在人工肌肉方面的应用。

他们利用柔性的石墨烯纸片制备了电化学驱动器(electrochemical actuators)。机电驱动器(electromechanical actuators)可以将电能转化为机械能。在电信号的作用下驱动器会伸长或者收缩,就像人工的肌肉一样。这中材料在未来的医疗和纳米科技领域会有广泛的应用。

在外加电压的作用下,石墨烯纸片中的碳-碳键键长会发生改变,从而导致宏观上的尺寸变化。研究人员通过加入磁性的Fe3O4纳米颗粒来增强这种响应。他们认为纳米颗粒作为支架将石墨烯层支撑开,从而增加了可以产生电化学驱动作用的表面积。

研究人员通过对这种复合结构的实验,证明了它可以提高材料对外加电压的响应,为石墨烯在驱动器方面的应用开辟了道路。

Y. Chen et al., Adv. Funct. Mater. 2011; DOI: 10.1002/adfm.201101072