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【中国科学报】新仿生驱动器诞生
2015-06-18 | 编辑:中国科学报 丁佳 武观 | 【 【打印】【关闭】

  记者近日从中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所获悉,该所陈韦课题组利用制备出的新型碳氮二维纳米片电极材料,成功构筑了具有快速大应变响应的电化学驱动器,并在此基础上设计出扑翼飞行、线性运动、蛇形爬行等多种多自由度运动形式的仿生驱动器件。相关成果日前发表于《自然—通讯》杂志。

  自2010年以来,该课题组从材料的微观有序结构调控入手,利用离子定向传输和短程传输的研究思路提高材料应变响应性,先后为探索低维碳在轻质仿生智能材料中的应用奠定了重要基础。在此基础上,课题组进一步从提高碳电极电化学活性、增强与离子相互作用的角度出发,成功制备了具有快速大变形响应特性的碳氮二维纳米片电极驱动器件。

  研究人员表示,低维碳电致动主要源于离子在电场下的迁移、吸附、累积溶胀行为。该电极特有的微孔尺寸、分布以及与离子液体强相互作用,使电极内部离子的嵌入嵌出表现出优异的电化学应变特性。研究人员利用这些特性,设计出扑翼飞行、线性运动、蛇形爬行等多种多自由度运动形式仿生驱动材料,有望在仿生机器人、智能传感、微机电系统、生物医疗、航天航空等领域获得广泛应用。

  据了解,研究具有类生物活性的离子响应型智能人工肌肉材料,通过调节离子传输和材料微观结构应变,实现仿生驱动功能,是功能仿生材料领域的重要和热点学科。但目前材料中难以控制的复杂无序微观环境,造成内部离子传输和应变的无序性和不均匀性,使得宏观离子驱动材料响应缓慢。

  (原载于《中国科学报》 2015-06-18 第1版 要闻) 

 
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