上海大学开发智能材料：石墨烯纸独自行走（图）

上海大学开发智能材料：石墨烯纸独自行走（图）


图A：一只由石墨烯纸制成的手抓住光源中的小物体。图B：一个基于石墨烯的微型机器人在试管中爬行了几厘米，持续了14秒。（信息）

当一张纸浸在水中时，它会膨胀；当它干燥时，它会收缩---如果这个过程在几秒钟内完成，纸巾就会被自由地收起来。昨天，我们的记者从东华大学纤维材料改性国家重点实验室了解到，石墨烯片是诺贝尔奖材料，刺激物。在光和热的作用下，像毛虫一样独立地行走和转动，而由相同材料制成的小手则能抓住物体。

最近，基于折纸技术的石墨烯自折叠驱动装置的相关论文发表在《科学杂志》上，自然科学网站也在头版上报道了这一成果，哈佛大学和康奈尔大学对这种智能穿戴材料的新成就表示高度赞扬。其应用前景包括变形服装、外骨骼、微型机器人等。

石墨烯折纸变形的灵感来源于中国古代折纸艺术，东华大学材料学院高级功能材料研究小组王洪志、侯成义、穆久科介绍了他们将氧化石墨烯和PDA氧化石墨烯纳米片组装成只有微米厚的石墨烯纸。采用简易过滤法。在温度或光源的控制下，石墨烯纸能在3秒钟内被纳米层间的水分子吸附和解吸，在内部迅速折叠成预定的形状，从而在一定方向上反复爬行。

王洪志说，这些轻质、柔韧的二维材料对微弱的环境变化也非常敏感，因此可以编辑它们的形态并加以控制，从而产生形态变化，这使得它们可以用于各种应用。例如，在服装领域，它可以用于设计和生产改造后的服装，实现服装在手腕、肘部等特定部位的收缩和膨胀；在军事领域，有助于解决士兵外骨骼系统机械部件过重的问题；此外，在微型机器人、太阳能电池板等领域的应用前景。也值得期待。

石墨烯智能折纸的研究也引起了美国、英国、德国、印度、巴西、新加坡等十多个国外学术媒体的关注。许多国际主流科学和技术组织，包括电气和电子工程师协会（IEEE）、美国化学学会（ACS）和英国皇家化学学会（RSC），也报告了这项研究工作。

哈佛大学Wyss研究所的物理学家L.Silverberg说：这项工作有两个令人印象深刻的方面：大多数自折叠材料需要几分钟到几个小时才能折叠，而现在一切只需要几秒钟；大多数材料都在连续的折叠过程中，而今天的垫子erials只能选择性地折叠和展示.open。

据L.Silverberg说，这种自我折叠能力打开了一个折纸材料的世界，从智能弹簧到拍打机再到石墨烯。

从折纸艺术中获得灵感来设计材料是一个非常流行的领域。康奈尔大学物理学家I.科恩在《自然》杂志上评论说，这项工作对于单原子级折叠的设计非常重要。如果研究人员成功实现这一目标，他们将能够利用他们在制造二维材料方面已有的基础和经验，获得各种二维材料，这些二维材料可以被弹起并转变为三维材料。

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