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人工肌肉——石墨烯液晶彈性體纖維

深圳市賽姆烯金科技有限公司 ? 來源:近日新材料 ? 作者:近日新材料 ? 2022-11-07 09:43 ? 次閱讀

人工肌肉Artificial muscles,是下一代機(jī)器人不可或缺的組成部分,能夠模仿生命系統(tǒng)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。然而,人工肌肉的實(shí)際應(yīng)用需要包括應(yīng)變、應(yīng)力、能量密度和高機(jī)械強(qiáng)度的致動(dòng)參數(shù)的最佳組合。

近日,韓國科學(xué)技術(shù)院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)In Ho Kim,Sang Ouk Kim等,在Nature Nanotechnology上發(fā)文,報(bào)道了哺乳動(dòng)物骨骼肌激發(fā)的單纖維和束,具有較大而強(qiáng)的收縮驅(qū)動(dòng)。在單軸液晶基質(zhì)中,使用剝離的石墨烯填料,實(shí)現(xiàn)了較大工作容量和快速響應(yīng)的光熱驅(qū)動(dòng)。

此外,電開關(guān)原位監(jiān)測了石墨烯填料的可逆滲流,其主要由介觀結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)構(gòu)象轉(zhuǎn)變引起的。這種動(dòng)態(tài)滲濾行為,有效地增強(qiáng)了致動(dòng)器纖維的機(jī)械性能,特別是在收縮的致動(dòng)狀態(tài)下,使哺乳動(dòng)物肌肉樣品,實(shí)驗(yàn)了可靠地可逆致動(dòng)。利用機(jī)械柔順的纖維結(jié)構(gòu),智能執(zhí)行器,很容易集成到強(qiáng)大的線束,以及光驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程控制的高功率軟機(jī)器人。

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可逆滲透的人類肌肉仿生單纖維致動(dòng)器

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圖1:類人肌Human-muscle-like人工肌纖維

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圖2:具有可逆電滲透的高度對(duì)準(zhǔn)的液晶彈性體纖維liquid crystal elastomers fibre LCF和石墨烯液晶彈性體纖維graphene,G-LCF.

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圖3:石墨烯液晶彈性體纖維G-LCFs的快速光熱驅(qū)動(dòng)。

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圖4:基于人工肌肉的定制執(zhí)行器演示。

文獻(xiàn)鏈接:https://www.nature.com/articles/s41565-022-01220-2

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01220-2.pdf

DOI:https://doi.org/10.1038/s41565-022-01220-2

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原文標(biāo)題:Nature Nanotechnology | 人工肌肉——石墨烯液晶彈性體纖維

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