上海大學開發智能材料：石墨烯紙獨自行走（圖）

上海大學開發智能材料：石墨烯紙獨自行走（圖）


圖A：一只由石墨烯紙制成的手抓住光源中的小物體。圖B：一個基于石墨烯的微型機器人在試管中爬行了幾厘米，持續了14秒。（信息）

當一張紙浸在水中時，它會膨脹；當它干燥時，它會收縮---如果這個過程在幾秒鐘內完成，紙巾就會被自由地收起來。昨天，我們的記者從東華大學纖維材料改性國家重點實驗室了解到，石墨烯片是諾貝爾獎材料，刺激物。在光和熱的作用下，像毛蟲一樣獨立地行走和轉動，而由相同材料制成的小手則能抓住物體。

最近，基于折紙技術的石墨烯自折疊驅動裝置的相關論文發表在《科學雜志》上，自然科學網站也在頭版上報道了這一成果，哈佛大學和康奈爾大學對這種智能穿戴材料的新成就表示高度贊揚。其應用前景包括變形服裝、外骨骼、微型機器人等。

石墨烯折紙變形的靈感來源于中國古代折紙藝術，東華大學材料學院高級功能材料研究小組王洪志、侯成義、穆久科介紹了他們將氧化石墨烯和PDA氧化石墨烯納米片組裝成只有微米厚的石墨烯紙。采用簡易過濾法。在溫度或光源的控制下，石墨烯紙能在3秒鐘內被納米層間的水分子吸附和解吸，在內部迅速折疊成預定的形狀，從而在一定方向上反復爬行。

王洪志說，這些輕質、柔韌的二維材料對微弱的環境變化也非常敏感，因此可以編輯它們的形態并加以控制，從而產生形態變化，這使得它們可以用于各種應用。例如，在服裝領域，它可以用于設計和生產改造后的服裝，實現服裝在手腕、肘部等特定部位的收縮和膨脹；在軍事領域，有助于解決士兵外骨骼系統機械部件過重的問題；此外，在微型機器人、太陽能電池板等領域的應用前景。也值得期待。

石墨烯智能折紙的研究也引起了美國、英國、德國、印度、巴西、新加坡等十多個國外學術媒體的關注。許多國際主流科學和技術組織，包括電氣和電子工程師協會（IEEE）、美國化學學會（ACS）和英國皇家化學學會（RSC），也報告了這項研究工作。

哈佛大學Wyss研究所的物理學家L.Silverberg說：這項工作有兩個令人印象深刻的方面：大多數自折疊材料需要幾分鐘到幾個小時才能折疊，而現在一切只需要幾秒鐘；大多數材料都在連續的折疊過程中，而今天的墊子erials只能選擇性地折疊和展示.open。

據L.Silverberg說，這種自我折疊能力打開了一個折紙材料的世界，從智能彈簧到拍打機再到石墨烯。

從折紙藝術中獲得靈感來設計材料是一個非常流行的領域。康奈爾大學物理學家I.科恩在《自然》雜志上評論說，這項工作對于單原子級折疊的設計非常重要。如果研究人員成功實現這一目標，他們將能夠利用他們在制造二維材料方面已有的基礎和經驗，獲得各種二維材料，這些二維材料可以被彈起并轉變為三維材料。

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