2013 년 1 월 29 일 화요일.-Duke University (미국)의 Pratt School of Engineering의 엔지니어들은 탄소 네트워크와 원자의 두께를 고분자 (작은 분자 또는 단량체의 결합에 의해 형성된 고분자)와 결합시켜 인공 근육을 포함한 광범위한 응용 분야의 고유 한 재료.
그래 핀으로 알려진 이러한 네트워크는 순수한 탄소로 만들어지며 돋보기 아래에서 관찰되는 경우 금속 천으로 보입니다. 독특한 광학적, 전기적, 기계적 특성을 고려할 때 그래 핀은 이미 전자, 에너지 저장, 복합 및 생물 의학에 사용되고 있습니다.
그러나, 이 탄소 동소체는 주름이 쉽게 발생하기 때문에 다루기가 매우 어렵습니다. 상황에 따라 긍정적이거나 부정적인 특성이 될 수 있습니다. 불행히도, 지금까지 과학자들은 모든 그래 핀 표면의 주름과 신축을 제어 할 수 없었으며, 모든 특성을 활용했다고 트렌드 21은보고했다.
듀크 대학교 엔지니어 Xuanhe Zhao는 듀크 대학교의 성명서에서 수집 한 진술에서 그래 핀의 이러한 측면을 일반 용지와 젖은 종이의 차이점과 비교합니다. "일반 용지가 구겨지면 그래 핀은 매우 쉽게 펴지지 만 그래 핀은 젖은 조직과 비슷하며 매우 얇고 끈적 끈적하며 주름이 생기면 전개하기가 어렵습니다.이 문제를 해결하고 주름을 제어하는 방법을 개발했습니다. 광범위한 그래 핀 필름의 연신. "
엔지니어들은 원래 크기에서 이전에 여러 번 늘어난 고무 필름에 그래 핀을 부착했습니다.
이러한 신장이 이완되면, 그래 핀의 한 부분은 고무로부터 분리되고, 다른 부분은 고무에 부착 된 상태로 유지되어 단지 수 나노 미터의 부착 및 부착 된 패턴을 형성한다.
고무가 팽창함에 따라 분리 된 그래 핀은 압축되어 주름이 생겼다. 그러나, 고무 필름을 다시 연신 할 때, 부착 된 그래 핀은 연신 될 때까지 구겨진 그래 핀을 밀었다. Zhao 박사는“이러한 방식으로, 손으로도 고무 필름을 늘리거나 펴서 원자 두께의 넓은 영역의 그래 핀의 주름과 연신을 제어 할 수있다. 그들의 연구 결과는 Nature Materials 저널에 발표되었다.
이 논문의 첫 저자 인 Jianfeng Zang은“우리의 방법은 주름진 그래 핀의 특성과 그래 핀의 기능을 전례없이 활용하는 길을 열어 준다”고 말했다. "예를 들어, 이 시스템 덕분에 우리는 그래 핀을 주름지게하여 투명하거나 불투명하게 조정할 수 있고, 늘려서 다시 조정할 수있다"고 Zang은 덧붙였다.
한편 듀크 엔지니어들은 그래 핀과 다른 폴리머 필름을 결합하여 인공 근육 조직으로 작용하여 필요에 따라 수축 및 확장 할 수있는 물질을 개발했다.
이러한 움직임은 전기로 제어 할 수 있습니다. 이것이 그래 핀 근육에 적용될 때, 그것은 팽창 할 것입니다. 전기가 제거되면 근육이 이완됩니다. 전압을 변화시킴으로써 수축 또는 이완도 지시 될 수있다. Zang은“실제로 그래 핀의 주름과 스트레칭은 인공 근육의 큰 변형을 허용 할 것이다.
"새로운 인공 근육은 로봇 공학에서 약물 관리에 이르기까지 또는 에너지 포획 및 저장에 이르기까지 다양한 기술에 유용 할 것"이라고 Zhao는 말합니다.
"특히 그들은 가벼운 보철과 같은 장치를 가지고있는 수백만의 장애인들의 삶의 질을 크게 향상시킬 것을 약속합니다. 새로운 인공 근육의 영향은 세계 사회에서 압전 물질의 영향과 유사 할 수 있습니다."
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그래 핀으로 알려진 이러한 네트워크는 순수한 탄소로 만들어지며 돋보기 아래에서 관찰되는 경우 금속 천으로 보입니다. 독특한 광학적, 전기적, 기계적 특성을 고려할 때 그래 핀은 이미 전자, 에너지 저장, 복합 및 생물 의학에 사용되고 있습니다.
그러나, 이 탄소 동소체는 주름이 쉽게 발생하기 때문에 다루기가 매우 어렵습니다. 상황에 따라 긍정적이거나 부정적인 특성이 될 수 있습니다. 불행히도, 지금까지 과학자들은 모든 그래 핀 표면의 주름과 신축을 제어 할 수 없었으며, 모든 특성을 활용했다고 트렌드 21은보고했다.
듀크 대학교 엔지니어 Xuanhe Zhao는 듀크 대학교의 성명서에서 수집 한 진술에서 그래 핀의 이러한 측면을 일반 용지와 젖은 종이의 차이점과 비교합니다. "일반 용지가 구겨지면 그래 핀은 매우 쉽게 펴지지 만 그래 핀은 젖은 조직과 비슷하며 매우 얇고 끈적 끈적하며 주름이 생기면 전개하기가 어렵습니다.이 문제를 해결하고 주름을 제어하는 방법을 개발했습니다. 광범위한 그래 핀 필름의 연신. "
어떻게했는지
엔지니어들은 원래 크기에서 이전에 여러 번 늘어난 고무 필름에 그래 핀을 부착했습니다.
이러한 신장이 이완되면, 그래 핀의 한 부분은 고무로부터 분리되고, 다른 부분은 고무에 부착 된 상태로 유지되어 단지 수 나노 미터의 부착 및 부착 된 패턴을 형성한다.
고무가 팽창함에 따라 분리 된 그래 핀은 압축되어 주름이 생겼다. 그러나, 고무 필름을 다시 연신 할 때, 부착 된 그래 핀은 연신 될 때까지 구겨진 그래 핀을 밀었다. Zhao 박사는“이러한 방식으로, 손으로도 고무 필름을 늘리거나 펴서 원자 두께의 넓은 영역의 그래 핀의 주름과 연신을 제어 할 수있다. 그들의 연구 결과는 Nature Materials 저널에 발표되었다.
이 논문의 첫 저자 인 Jianfeng Zang은“우리의 방법은 주름진 그래 핀의 특성과 그래 핀의 기능을 전례없이 활용하는 길을 열어 준다”고 말했다. "예를 들어, 이 시스템 덕분에 우리는 그래 핀을 주름지게하여 투명하거나 불투명하게 조정할 수 있고, 늘려서 다시 조정할 수있다"고 Zang은 덧붙였다.
전기로 제어되는 근육
한편 듀크 엔지니어들은 그래 핀과 다른 폴리머 필름을 결합하여 인공 근육 조직으로 작용하여 필요에 따라 수축 및 확장 할 수있는 물질을 개발했다.
이러한 움직임은 전기로 제어 할 수 있습니다. 이것이 그래 핀 근육에 적용될 때, 그것은 팽창 할 것입니다. 전기가 제거되면 근육이 이완됩니다. 전압을 변화시킴으로써 수축 또는 이완도 지시 될 수있다. Zang은“실제로 그래 핀의 주름과 스트레칭은 인공 근육의 큰 변형을 허용 할 것이다.
"새로운 인공 근육은 로봇 공학에서 약물 관리에 이르기까지 또는 에너지 포획 및 저장에 이르기까지 다양한 기술에 유용 할 것"이라고 Zhao는 말합니다.
"특히 그들은 가벼운 보철과 같은 장치를 가지고있는 수백만의 장애인들의 삶의 질을 크게 향상시킬 것을 약속합니다. 새로운 인공 근육의 영향은 세계 사회에서 압전 물질의 영향과 유사 할 수 있습니다."
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