石墨烯克服人造肌肉的致命弱點

供圖：韓國科學技術院

　　在仿生機器人學領域中，所謂的人造肌肉給人以全部希望：從為水下交通工具制造類魚的鰭的能力，到幫助殘疾人復健的裝置。

　　這些離子型高分子復合材料由于其絕對簡便性而具有吸引力。只需將兩個電極放在高分子材料上，當接通電壓時，離子遷移，引起高分子材料變形。

　　然而，金屬電極有一個問題。當它們暴露于空氣和電流中時，電極會開始破裂，滲出離子，并削弱肌肉的性能。

　　韓國科學技術院（KAIST）的科學家提出了一種解決該問題的方法，該方法使用了石墨烯。

　　在發表于“ACS納米”（ACS Nano）的研究中，KAIST的研究小組利用一種叫作疏水性激光劃片法（獲得的）經還原的石墨烯氧化物紙（HLrGOP）的低成本石墨烯制備電極。

　　我們最近已經看到激光劃片石墨烯在超級電容器上的應用。還原的石墨烯氧化物（指被還原回純的石墨烯，去掉了氧）也已經成為使得實驗性的三維全息顯示變為可能的基礎。

　　盡管如此，這種形式石墨烯的疏水特性才是它可用于該應用的關鍵。石墨烯電極具有光滑的外表面，該表面疏水，抗破裂。雖然外表面是光滑的，內表面卻是粗糙的，這有助于離子在高分子膜上的傳輸。

　　在他們用新型人造肌肉所做的實驗中，研究者們記錄下了明顯改進的耐久性以及沒有性能的衰減。

　　雖然這些結果對于研究者來說是令人鼓舞的，但是他們承認，更多的工作需要去做，以改進石墨烯基電極。

　　KAIST的研究小組也將致力于發明一種利用該改進的人造肌肉的仿生機器人。他們計劃發明的這種機器人將像水黽科昆蟲一樣可以在水上行走。