石墨烯克服人造肌肉的致命弱点

供图：韩国科学技术院

　　在仿生机器人学领域中，所谓的人造肌肉给人以全部希望：从为水下交通工具制造类鱼的鳍的能力，到帮助残疾人复健的装置。

　　这些离子型高分子复合材料由于其绝对简便性而具有吸引力。只需将两个电极放在高分子材料上，当接通电压时，离子迁移，引起高分子材料变形。

　　然而，金属电极有一个问题。当它们暴露于空气和电流中时，电极会开始破裂，渗出离子，并削弱肌肉的性能。

　　韩国科学技术院（KAIST）的科学家提出了一种解决该问题的方法，该方法使用了石墨烯。

　　在发表于“ACS纳米”（ACS Nano）的研究中，KAIST的研究小组利用一种叫作疏水性激光划片法（获得的）经还原的石墨烯氧化物纸（HLrGOP）的低成本石墨烯制备电极。

　　我们最近已经看到激光划片石墨烯在超级电容器上的应用。还原的石墨烯氧化物（指被还原回纯的石墨烯，去掉了氧）也已经成为使得实验性的三维全息显示变为可能的基础。

　　尽管如此，这种形式石墨烯的疏水特性才是它可用于该应用的关键。石墨烯电极具有光滑的外表面，该表面疏水，抗破裂。虽然外表面是光滑的，内表面却是粗糙的，这有助于离子在高分子膜上的传输。

　　在他们用新型人造肌肉所做的实验中，研究者们记录下了明显改进的耐久性以及没有性能的衰减。

　　虽然这些结果对于研究者来说是令人鼓舞的，但是他们承认，更多的工作需要去做，以改进石墨烯基电极。

　　KAIST的研究小组也将致力于发明一种利用该改进的人造肌肉的仿生机器人。他们计划发明的这种机器人将像水黾科昆虫一样可以在水上行走。