韓國(guó)科學(xué)家最新研究：欲用石墨烯打造“人造肌肉”

在生物仿生科學(xué)研究領(lǐng)域，一種被稱(chēng)為人造肌肉的復(fù)合材料號(hào)稱(chēng)能夠成為水下交通運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力裝置，還能用于幫助殘疾人(假肢)進(jìn)行復(fù)原。

這種離子聚合物復(fù)合材料構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，你只需要將2塊聚合物電極接上電源， 然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)，其中的離子就會(huì)隨電壓遷移，聚合物就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

但目前還有個(gè)問(wèn)題就是，在長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣和電流中使用金屬電極時(shí)，電極會(huì)產(chǎn)生裂縫，部分粒子會(huì)從縫隙逃逸，這將影響人工肌肉的性能。

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所的科學(xué)家們希望通過(guò)石墨烯材料來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題。

在最近發(fā)表在《ACS Nano》雜志的一篇論文中，來(lái)自KAIST的研究團(tuán)隊(duì)采用一種性價(jià)比很高的石墨烯材料——疏水性激光蝕刻低氧化石墨烯紙(HLrGOP)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。而這種材料最近被用于超級(jí)電容(supercapacitors )的制作。通過(guò)降低相關(guān)的石墨氧化物成分，能夠獲得較為純凈的石墨烯，這種高純的石墨烯材料也被用于3D全息顯示方面。

盡管如此，在人造肌肉應(yīng)用中，主要開(kāi)始考慮利用材料的疏水性。這種疏水性的石墨烯電極表面十分光滑，內(nèi)部也比較硬，這就能防止電極產(chǎn)生裂紋，內(nèi)部也有利于離子的傳輸。

在實(shí)驗(yàn)中，采用這種材料的人工肌肉具有更好的耐用性，損壞也更慢。實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人鼓舞，不過(guò)他們稱(chēng)相關(guān)的改進(jìn)工作還有很多。在韓科院設(shè)計(jì)的一個(gè)仿生機(jī)器人中，他們將使用這種新的人工肌肉。計(jì)劃這個(gè)機(jī)器人將是一部能夠在水中行走的水馬(water strider )或者是相關(guān)水黽科的昆蟲(chóng)。