太神奇了!石墨烯能让肌肉变得更结实?

离子聚合金属复合物,又称人造肌肉,是一种电活性物质,这种物质会在外加电场下根据情况改变其尺寸和形状。

       韩国的研究人员开发了一种新型电极,这种电极具有一碳层,可使人工肌肉更耐用。


太神奇了!石墨烯能让肌肉变得更结实?
 
       离子聚合金属复合物,又称人造肌肉,是一种电活性物质,这种物质会在外加电场下根据情况改变其尺寸和形状。人们广泛研究了IPMCs在机器人方面的应用前景,例如水下机器鱼的鳍,并为残疾人提供服务。在两个金属电极之间形成拉伸分子膜,则可以得到IPMC马达。当对这个马达施加电场的时候,膜中的离子会发生迁移并重新分布,从而使得材料会发生弯曲。IPMC马达因其低的能量消耗、在低压条件下可以实现弯曲,会根据环境发生相应运动等特性使得其被广泛认识。但是,它也有一个主要的缺点—在空气中暴露一定时间。或者通电一定时间后,金属电极会发生断裂,这会导致离子泄露,从而使得性能下降。
 
       提高IPMC马达的使用寿命是人工肌肉领域面临的主要挑战之一。研究人员正在努力寻找新的方法来开发灵活、经济、高导电性且不会断裂的电极。来自韩国先进科学技术研究所的研究人员在《ACS 纳米》杂志上发表了一篇关于开发薄膜电极的论文,这种电极是基于新型离子聚合石墨烯复合材料开发的。石墨烯是一种单原子层的碳层,具有非常卓越的机械、电学和热力学性能。这种新型电极外表面非常平滑,并不会发生断裂,且在水溶液中并不会透水。其内表面比较粗糙,可以促进粒子的迁移,从而有利于材料的弯曲。这种新型IPGC马达具有卓越的性能,即便是在高电压条件下也可以长期使用而不会发生退化。其在生物医学领域有非常重要的应用前景,例如仿生机器人等。
 
       研究人员也承认,关于石墨烯基电极仍然有许多挑战等待等待去探索和发现。2015年他们计划进一步提高这种马达的弯曲性能、储能能力等。
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