Възможни Са Самосгъваеми Минироботи С Вдъхновен Оригами Графен

{h1}

Графиновата хартия, вдъхновена от оригами, която може да се сгъва, може да се използва за създаване на всичко - от миниатюрни роботи до изкуствени мускули, според ново проучване.

Графиновата хартия, вдъхновена от оригами, която може да се сгъва, може да се използва за създаване на всичко - от миниатюрни роботи до изкуствени мускули, според ново проучване.

Учени от университета Donghua в Китай демонстрираха, че леко загряването на лист графенова хартия, който е изключително силен (около 200 пъти по-силен от стоманата по тегло), може да го нагъне в устройство, което е в състояние да върви напред и назад. И първоначално за този вид самосгъваем се материал, те показаха, че той също може да промени посоките.

Изследването може да помогне на учените да разработят самосгъваеми структури и устройства за съвременни приложения, включително безжично контролирани микро роботи, изкуствени мускули и устройства за тъканно инженерство, заяви д-р Джуке Му, доктор. студент в университета Donghua и един от изобретателите на материала. [6-те най-странни роботи създадени някога]

"В близко бъдеще това дори може да внесе промени в живота на хората", казва Му за WordsSideKick.com, давайки примера за интелигентното облекло, "което може да промени формата и стила си в отговор на телесната температура, промените в околната среда или други нежни стимули".

Технологията разчита на специално обработка на участъци от графенова хартия, така че те естествено да абсорбират водната пара от атмосферата, казаха изследователите. Когато хартията се нагрява, тази вода се отделя, което води до съкращаване и огъване на тези участъци. Когато отоплението спре, този процес се обръща.

Внимателното поставяне на тези обработени секции направи възможно създаването на различни самосгъваеми предмети, включително устройството за ходене, кутия за самосглобяване и изкуствена ръка, която може да хване и държи предмети пет пъти по-тежки от себе си.

Изследователите определиха 3D формата, в която хартията се сгъва просто чрез промяна на разположението и ширината на специално обработените зони, като по-широките секции се огъват повече от по-тесните.

Устройството за ходене на гъсеници е създадено чрез изграждане на правоъгълен лист от графенова хартия с три обработени ленти, преминаващи през него, които постепенно се разширяват отпред и отзад. Когато листът беше осветен с близо инфрачервена светлина, огъването на тези секции доведе до извиване на листа в арка.

Но различната ширина на тези секции означаваше, че задната част на листа се извива повече от предната част, така че когато светлината беше изключена и листът се отпусна, устройството се разтегли напред. Реакцията на материала беше толкова бърза, че пет от тези стъпки отнеха само 2 секунди. Загрявайки само едната страна на листа, изследователите също успяха да накарат устройството да се обърне, защото едната страна ще се огъне повече от другата.

Материалите за самосгъване се превърнаха в основна тема на изследването през последните години, с особено внимание върху така наречените активни полимери, материали, които превръщат други форми на енергия в механична работа. Но досега проучванията често разчитат на електрическа верига, необичайни условия на околната среда или сложни комбинации от материали, които обикновено са крехки.

Като направиха своите устройства изцяло от графен - лист с въглерод с дебелина от един атом, който е едновременно невероятно силен и много еластичен - Му и неговите колеги създадоха устройство, което все още беше 90 процента ефективно, дори след като беше сгънато 500 пъти. Материалът също има степен на преобразуване на енергията от 1,8 процента, което е значително по-добро от 1 процента или по-нисък, постигнат от други активни полимери, каза Му. [7 Готини приложения на 3D печат в медицината]

Освен че има потенциал да вдъхновява устройства за самосгъване, изследователите казаха, че графеновата хартия в крайна сметка може да се използва за създаване на изкуствени мускули. Стресът, генериран от едно от хартиените устройства, е близо два порядъка по-голям от този на скелетните мускули на бозайниците, казват изследователите.

„В сравнение с други видове самосгъваеми материали, структурата на базата на графен е по-проста, поведението й за реакция е по-бързо и изходът е по-ефективен“, каза Му. „По-важното е, че нейното оригами и поведение при ходене се контролира дистанционно“.

Чистият графен може да бъде скъп и отнема много време за създаването му, така че изследователите използваха графенов оксид (GO) за създаването на своята хартия. Според него този материал струва по-малко 1 юан (или 16 цента в щатски долари) на грам.

Изследователите използвали GO нанопластовете като градивни елементи за конструиране на по-големи листове, преди да проведат реакция на редукция за отстраняване на кислородните атоми от GO. Това превръща материала в намален GO (rGO), който няма такива впечатляващи свойства като девствен графен, но въпреки това споделя много от същите характеристики.

Най-важното е обаче, че учените са обработвали участъци от GO хартията с полидопамин (PDA), преди да проведат реакцията на редукция, която не позволява тези участъци от GO да бъдат намалени. За разлика от останалата част от хартията, тези специално обработени участъци лесно абсорбират водни пари, давайки им способност да се огъват.

Резултатите на екипа бяха описани в документ, публикуван на 6 ноември в списанието Science Advances, но Му каза, че все още има начини да се стигне, преди да се реализират практически приложения на статията.

"Вярваме, че все още има място за подобряване на ефективността на преобразуване на енергия", каза той. „На второ място, ние смятаме, че тъй като устройството намалява по размер, особено до наноразмер, неговите свойства и производителност на оригами биха се променили значително. Следователно ние също сме заинтересовани да разработим наноразмерно цяло графен оригами устройство.“

Следвайте науката на живо @wordssidekick, Facebook, Оригинална статия за WordsSideKick.com.


Видео Добавка: .




Изследване


Ще Се Счупи Ли Общата Относителност На Айнщайн При Екстремни Условия?
Ще Се Счупи Ли Общата Относителност На Айнщайн При Екстремни Условия?

Котки, Контролирани От Ума ?! 6 Невероятни Шпионски Технологии, Които Са Истински
Котки, Контролирани От Ума ?! 6 Невероятни Шпионски Технологии, Които Са Истински

Наука Новини


Тайните На Успеха За Рекламите На Super Bowl
Тайните На Успеха За Рекламите На Super Bowl

В Науката Добрият Изглед Не Плаща, Проучване Намира
В Науката Добрият Изглед Не Плаща, Проучване Намира

От Кръвен Дъжд До Зелено Poo: 10 Най-Странни Научни Истории За 2015 Г.
От Кръвен Дъжд До Зелено Poo: 10 Най-Странни Научни Истории За 2015 Г.

Засаждане На Семето На Устойчиво Земеделие: Op-Ed
Засаждане На Семето На Устойчиво Земеделие: Op-Ed

За Проследяване На Вашата Диета, Смартфон Beat Хартия И Молив
За Проследяване На Вашата Диета, Смартфон Beat Хартия И Молив


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com