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铅笔和纸变身新型智能材料

日常生活中人们使用铅笔和纸来写字、画画,然而在科学家的巧手之下,它们能发挥更大的用途。近日,福建师范大学陈鲁倬(点击查看介绍)团队基于纸上涂铅笔方法制备了一种多响应的双向弯曲致动器。这一成果近期以VIP论文发表在Advanced Functional Materials上,并被编辑选为封底论文。


致动材料是一种新型的智能材料,可广泛应用于人工肌肉、致动器、仿生器件、机器人等多学科领域,具有非常重要的应用前景。目前的致动材料大多只能通过单一的方式驱动,例如在光照,通电时候发生形变,使得应用环境受限;另外能产生大形变,双向弯曲形变的致动材料也是国内外学者研究的焦点。


福建师范大学团队开发的新型多响应致动器很好地解决了上述问题。他们在日常使用的纸张上通过铅笔涂敷的方式沉积上石墨层,而后与聚合物薄膜组装成超薄的致动材料。基于该致动材料的致动器能够分别通过湿度等方式快速驱动,并具有明显的卷曲形变,弯曲曲率最大可达到2.6 cm-1,性能显著优于此前报道的致动器。该新型致动器在重复性和稳定性等方面也表现优异。


通过精妙的结构设计,他们进一步制备出可实现模仿花朵开放和闭合的仿生花,以及能够在晴天保持开放,阴雨天自动闭合或通过电动控制闭合的智能窗帘。以上成果为新型低成本致动材料在仿生器件、智能家居等方面的应用提供了重要思路。


该论文作者为:Mingcen Weng, Peidi Zhou, Luzhuo Chen, Lingling Zhang, Wei Zhang, Zhigao Huang, Changhong Liu, Shoushan Fan

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201602772/full

Multiresponsive Bidirectional Bending Actuators Fabricated by a Pencil-on-Paper Method

Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 7244-7253, DOI: 10.1002/adfm.201602772


陈鲁倬博士简介


陈鲁倬,2011年于清华大学获得博士学位,师从范守善院士。2008年曾入选“中国优秀博士研究生赴德国林岛参加诺贝尔物理奖获得者大会”项目,并获邀参加中央电视台《小崔说事》节目。2012年作为高层次引进人才加入福建师范大学,并聘为副教授。

研究领域是智能材料的设计与应用研究。在相关领域发表SEI/EI论文20余篇,包括以第一作者或通讯作者发表的ACS Nano, Advanced Functional Materials, Nanoscale, Chemical Engineering Journal, Applied Physics Letters等。获得授权发明专利44项(包括美国、日本、中国大陆和台湾等国家和地区),其中第一发明人37项。研究成果曾多次被Nature集团旗下期刊Nature ChinaNPG Asia Materials作为研究亮点报道,并被国内“科学新闻”和“科学网”等媒体报道。


http://www.x-mol.com/university/faculty/26803


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