基于石墨烯/PDMS复合材料的多功能执行器,具有可编程形状配置和高光热转换能力
Jincong Chen1,2, Yutong Cao1,2, Jiayun Pei1,2
1Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|June 22, 2023
概括
研究人员开发了一种具有高光热效率的新型石墨烯/聚二甲基 (PDMS) 执行器. 这种智能执行器可以为先进的机器人应用程序实现可编程的3D形状变化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 光响应式智能执行器正在获得先进应用的兴趣.
- 目前的限制包括低碳材料含量,阻碍性能.
- 开发具有增强光热性能的执行器至关重要.
研究的目的:
- 设计和准备一个具有可控制结构和高光热转换效率的多功能双层复合执行器.
- 为了研究具有超高石墨烯含量的执行器的性能.
- 为了证明执行器对可编程3D形状配置和机器人应用的能力.
主要方法:
- 使用石墨烯/聚甲基 (PDMS) 和PDMS层制造双层复合执行器.
- 加入了超高的石墨烯质量分数 (30%) 以提高性能.
- 使用热调节,紫外线激光切割和组装用于形状编程.
主要成果:
- 执行器表现出极好的疏水性和高光热转换 (室温在1秒内达到120°C).
- 观察到快速的照片响应能力.
- 实现可编程的3D形状配置.
- 展示了机器人应用,包括生物爬行 (0.065毫米/秒) 和液体跟踪 (106°/秒旋转,8.42毫米/秒线性运动).
结论:
- 开发了一种简单有效的方法来制备多功能石墨烯复合体执行器.
- 高的石墨烯含量显著提高光热转换和光响应.
- 可编程执行器显示了先进机器人系统的巨大潜力.
