新的制造策略增强了石墨烯气凝胶对人机界面的灵敏度和耐用性
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2024-10-20 14:58:17
摘要 近年来，研究人员合成了各种新材料，可用于开发更先进的机器人系统、设备和人机界面。这些材料包括石墨烯气凝胶、超轻、多孔和石墨烯基材料...
近年来，研究人员合成了各种新材料，可用于开发更先进的机器人系统、设备和人机界面。这些材料包括石墨烯气凝胶、超轻、多孔和石墨烯基材料，由单层碳原子排列成二维蜂窝状晶格组成。
虽然石墨烯气凝胶具有许多优点，包括重量轻、孔隙率高和导电性好，但试图用它们开发压力传感器的工程师们遇到了一些困难。具体来说，许多这类材料都具有固有的刚性微结构，这限制了它们的应变传感能力。
西安交通大学、英国诺森比亚大学、加州大学洛杉矶分校、阿尔伯塔大学和其他机构的研究人员最近推出了一种合成气凝胶超材料的新制造策略，以克服这一限制。该策略在《纳米快报》的一篇论文中概述，制造出一种耐用的氧化石墨烯基气凝胶超材料，对人体触摸和运动表现出非凡的灵敏度。
“这项研究纯粹是出于我学生的好奇心，偶尔会注意到某个特定平面横截面上的异常结构变化，”该论文的合著者 Ben Xu 博士告诉 Phys.org。“这种各向异性的相变引起了人们的兴趣。很快我们就意识到，相关的功能变化可以实现定向的漂亮压力传感功能。”
该团队制造氧化石墨烯基超材料的策略涵盖两个关键步骤。其中包括使用称为冷冻干燥的脱水技术和称为退火的热处理工艺。
“预溶液中还含有一种特殊的化学物质，可以作为石墨烯&luo;胶水&ruo;来构建蜂窝状横截面，”徐博士解释说。“专用平面上的横截面结构配置是通过热退火实现的，可以通过微/纳米力学进行调整。使用这种简单的策略，第一次试验就实现了弯曲的横截面。”
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