在開發可編程的束縛式軟機器人方面，人們的興趣與日俱增，但也面臨著巨大的挑戰。在這里，我們通過在拉伸和壓縮條件下應用堆疊石墨烯組件（SGA）的不對稱彈塑性來應對這一挑戰。我們將SGA轉移到聚乙烯（PE）膜上，得到的SGA/PE雙層膜，該膜表現出快速的變形行為以響應周圍溫度的變化。通過使用帶圖案的SGA和/或局部回火預處理，還可以根據需要對此類熱誘導變形系統的初始配置進行編程，從而形成具有復雜三維結構的各種驅動系統。更重要的是，與普通的雙層驅動器不同，我們的SGA/PE雙層在經過嚴格的回火處理后會自發卷曲成卷，從而可以在紅外照明下實現滾動運動，從而產生不受束縛的光驅動電機。SGA的非對稱彈塑性賦予基于SGA的雙材料，在開發具有高度配置可編程性的無束縛軟機器人方面具有廣闊的應用前景。
Fig. 1 基于SGA/PE雙層膜的可編程熱誘導形變系統插圖。
Fig. 2 SGA/PE雙層膜的制備與表征。
Fig. 3 SGA/PE薄膜的熱誘導變形行為。
Fig. 4 SGA非對稱彈塑性數值驗證。
Fig. 5 通過各種策略可以實現基于SGA/PE的變形系統的可編程配置。
Fig. 6 由SGA/PE雙層基本變形單元組成的典型變形系統。
相關研究成果于2020年由中國科學院寧波材料技術與工程研究所Tao Chen課題組，發表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-18214-0)上。原文：Asymmetric elastoplasticity of stacked graphene assembly actualizes programmable untethered soft robotics。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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