Selbst Falten mit Origami inspiriert Graphen Minirobots möglich

Var Spieler = OO. Player.create('ooyalaplayerRrbzhveDqE9Myc17VEO-6qVo4ZmH0u7j', 'RrbzhveDqE9Myc17VEO-6qVo4ZmH0u7j', { height: 352, width: 540, autoplay: true, 'google-ima-ads-manager': { 'adTagUrl':'http://pubads.g.doubleclick.net/gampad/ads?sz=640x480&cust_params=frmt%3D0%26frmt%3D1%26frmt%3D22%26plID%3D91ac0f6dcbdf466c84659dbc54039487%26ttID%3DRrbzhveDqE9Myc17VEO-6qVo4ZmH0u7j%26pos%3Dpreroll%26cue%3Dpre%26cgm%3D0&cmsid=1849&iu=%2F10518929%2Ftmn.sdc&ciu_szs=728x90,300x250&impl=s&gdfp_req=1&env=vp&output=xml_vast2&unviewed_position_start=1&url=[referrer_url]&correlator=[timestamp]&overlay=1&vid=[oo_embedcode]' } , });

Origami-inspirierten Graphen-Papier, die sich selbst falten kann ließe sich nichts von Miniatur-Roboter, künstliche Muskeln schaffen laut einer neuen Studie.

Wissenschaftler von Donghua-Universität in China haben gezeigt, dass sanft Heizung ein Arbeitsblatt Graphen, die außerordentlich stark (etwa 200 mal stärker als Stahl nach Gewicht), könnte es in ein Gerät, das in der Lage, zu Fuß nach vorne und nach hinten falten. Und in einem ersten für diese Art von Self Falt Material, sie zeigten, dass es auch Richtungen ändern könnte.

Die Forschung selbst Falt-Strukturen und Geräte für moderne Anwendungen, einschließlich drahtlos Mikro Roboter, künstliche Muskeln und Geräte für das Tissue Engineering, entwickeln Wissenschaftler helfen könnte, sagte Jiuke Mu, Doktorand an der Donghua-Universität und einer der Erfinder des Materials. [Die 6 erstellt seltsamsten Roboter jemals]

"In naher Zukunft es sogar könnte zu bringen Veränderungen für das Leben der Menschen," Mu gesagt Leben Wissenschaft, am Beispiel des Smart Kleidung, "die könnte seine Form und Stil in Reaktion auf Körpertemperatur, Umweltveränderungen oder anderen sanften Stimulationen ändern."

Die Technologie setzt auf Abschnitte des Graphen Papier speziell zu behandeln, so dass sie natürlich Wasserdampf aus der Atmosphäre absorbieren, sagten die Forscher. Wenn das Papier erwärmt wird, wird dieses Wasser abgelassen, verursacht diese Abschnitte zu schrumpfen und zu biegen. Wenn die Heizung nicht mehr, wird dieser Vorgang umgekehrt.

Vorsichtige Plazierung dieser behandelten Abschnitte machte es möglich, verschiedene selbst Falten Objekte, einschließlich zu Fuß Gerät, einem selbstorganisierenden Feld und eine künstliche Hand, die kann zu erfassen und halten Objekte fünfmal schwerer als selbst zu erstellen.

Die Forscher stellten die 3D-Form in die faltet das Papier einfach durch Änderung der Platzierung und Breite der speziell behandelten Bereiche mit größeren Abschnitten biegen mehr als schmaler.

Das caterpillarlike zu Fuß Gerät entstand durch den Bau eines rechteckigen Blattes Papier Graphen mit drei behandelten Bands quer über es, die von vorne nach hinten zunehmend breiteren bekam. Wann wurde das Blatt mit einem Nah-Infrarot-Licht, die Biegung dieser Abschnitte verursacht das Blatt in einem Bogen krümmen beleuchtet.

Aber die unterschiedlichen breiten dieser Abschnitte bedeutete die Rückseite des Blattes gebogen mehr als die vorderen, also wenn das Licht ausgeschaltet war und das Blatt gelockert, das Gerät gespannt nach vorne. Die Reaktion des Materials war so schnell, dass fünf dieser Schritte nur 2 Sekunden dauerte. Durch Erhitzen nur die eine Seite des Blattes, konnten die Forscher auch um das Gerät einzuschalten, weil eine Seite mehr als die anderen verbiegen würde.

Selbst faltende Materialien sind ein wichtiges Thema der Forschung in den letzten Jahren, mit besonderem Fokus auf sogenannte aktive Polymere, Materialien geworden, die andere Formen von Energie in mechanische Arbeit umwandeln. Aber Studien bisher haben oft auf elektrische Schaltungen, ungewöhnlichen Umweltbedingungen oder komplizierte Kombinationen von Materialien, die dazu neigen, zerbrechlich sein.

Indem man ihre Geräte vollständig aus Graphen-ein ein-Atom-Dicke Blatt des Kohlenstoffs, die unglaublich stark und sehr dehnbar ist — Mu und seine Kollegen erstellt ein Gerät, das immer noch 90 Prozent effektiv, war auch nach 500 Mal gefaltet werden. Das Material hat auch eine Energie-Conversion-Rate von 1,8 Prozent, was deutlich besser ist als die 1 Prozent oder niedriger durch andere aktive Polymere erreicht, sagte Mu. [7 coole Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin]

Zusätzlich zum haben des Potenzials, selbst klappbaren Geräte begeistern, sagten die Forscher, dass Graphen Papier schließlich verwendet werden könnten, um künstliche Muskeln zu erstellen. Die Belastung durch eines der Papier-Geräte erzeugt fast zwei Größenordnungen höher als die der Säugetier-skelettartigen Muskeln war, sagten die Forscher.

"Im Vergleich mit anderen Arten von selbst Falten Materialien, All-Graphen-basierte Struktur ist einfacher, seine Ansprechverhalten ist schneller und effizienter ausgegeben", sagte Mu. "Noch wichtiger ist, seine Origami und walking Verhalten ist ferngesteuert."

Reine Graphen können kostspielig und zeitaufwendig zu schaffen, jedoch die Forscher Graphen-Oxid (GO) verwendet, um ihre Papier erstellen. Dieses Material Mu gesagt, Kosten wenig 1 Yuan (oder 16 Cent in US-Dollar) pro Gramm.

Die Forscher verwendeten GO Nanosheets als Bausteine, um größere Blätter vor Durchführung von sogenannten Sauerstoffatome aus der GO entfernen eine Reduktionsreaktion zu konstruieren. Dies wandelt das Material in reduzierten GO (rGO), die keinen beeindruckenden Eigenschaften wie unberührte Graphen, aber immer noch teilt viele der gleichen Eigenschaften.

Entscheidend ist, behandelt jedoch die Wissenschaftler Bereiche der GO-Papier mit Polydopamine (PDA) vor Durchführung der Reduktionsreaktion, die verhindert, dass diese Abschnitte von GO reduziert. Im Gegensatz zum Rest des Papiers absorbieren diese speziell behandelten Flächen leicht Wasserdampf, Ihnen die Fähigkeit zu biegen.

Die Ergebnisse des Teams wurden in einem Papier veröffentlicht in der Zeitschrift Science fördert 6 November beschrieben, aber Mu sagte, es ist immer noch einen weiten Weg, bevor alle praktischen Anwendungen des Papiers realisiert werden können.

"Wir glauben, es gibt noch Raum für Verbesserung der Effizienz der Energieumwandlung," sagte er. "Zweitens denken wir, dass da das Gerät in der Größe, vor allem zu nanoskaligen, verkleinert seine Eigenschaften und Origami Leistung erheblich verändern würde. Daher sind wir auch interessiert ein Nano-Größe All-Graphen-Origami-Gerät zu entwickeln."

Folgen Sie Live Science @livescience , Facebook & Google + .

Verwandte Artikel

Diese Origami inspiriert Kioske Klappen geöffnet und geschlossen wie Papier-Fans

Wir alle hatten, die während des Spiels mit Origami gedacht: "Wenn dieses Papier Schwan größer waren, würde ich in ihr Leben". Okay, entwickelt vielleicht nicht alle von uns haben diesen Gedanken hatte, aber es fiel sicherlich die Köpfen der Arc...

Gesunde Mutter, glückliche Familie: 7 Möglichkeiten, wie, die ich mich selbst, sogar mit einem neuen Baby kümmern

Dank Enfamil für das sponsoring dieses Post. Klicken Sie hier, um mehr von der Diskussion zu sehen. Die Pflege und den Bedürfnissen von meinem vierten kleinen Kerl, Baby Paul, wurde das härteste aber lohnendsten, was ich je gemacht habe. Mein Schlaf ist d...

Jemand mit einem Drucker kann diese Origami-inspirierte Roboter machen.

Wir wurden Roboter versprochen. Die Zukunft Science-Fiction erzählte uns, wäre eine Welt wimmelt es von Automaten, die alle Aufträge, die wir nicht wollen. Aber wissen Sie was? Roboter sind wirklich teuer und schwer zu bauen. Zwei MIT Wissenschaftlern möc...

Bend & Snap: Origami inspiriert neue Wege, gekrümmte Objekte zu Falten

Eine neue mathematische Regel erklärt, wie einfach, 3D Oberflächen gebogen – wie Kuppeln oder Sättel - schnappte in neue Positionen oder zu verschiedenen Strukturen und gefaltet werden kann. In der Regel fangen Metall in Hälfte keine nützliche Operat...

Mutter verteidigt "Walking Dead"-Foto-Shooting mit Nachbarskindern inspiriert

"Mutter verteidigt"Walking Dead"-inspiriert Foto schießen Darsteller Nachbarskindern" ursprünglich erschienen auf ABC News und wurde mit freundlicher Genehmigung nachgedruckt. Ein Fotograf Mutter stolz verteidigt ihr "Walking Dead...

Erfahrung: Ich selbst injizieren mit Schlangengift

Für mich ist es wie Kaffee trinken: Es ist ein Energieschub Ich hatte schon immer eine krankhafte Neugier über Schlangen. Ich war mit einer Liebe zu Tieren, insbesondere Reptilien, geboren und begann ich Schlangen im Alter von drei Jahren. Ich fing mein e...

Diese Künstler malt"" mit Nanopartikeln inspiriert von Schmetterlingsflügeln

Kombination von Kunst und Wissenschaft kommt natürlich auf Kate Nichols. Die Farben in ihren Stücken kommen nicht aus Pigment, sondern aus winzigen Silber-Nanopartikeln ausgesetzt in der Farbe. Sie macht sie sich selbst, als Artist in Residence in der Uni...

Die Leuchte selbst Falten definitiv ebnet den Weg für echte Transformatoren

Mit unzähligen Kabeln ragt aus der Seite, wie eine Lampe ist diese Kreation aus Forscher an der Harvard University am besten eine Enttäuschung. Sondern als eine Demonstration von Zukunftstechnologien, die Versprechen, Fertigung revolutionieren – wie...

Origami-inspirierte Uhren So aufmerksamkeitsstarke, wirst du nie spät laufen

Manchmal ein Stück Design ist so interessant, es ist schwer nicht, alles aufzugeben und achten Sie darauf. Gekleidet in helle, kräftige Farben, mit scharfen, tessellierte Formen, diese Origami-Uhren aus U.K feste Raw Dezign auf jeden Fall passt die Rechnu...

Molly Ringwald Fragen: mein Mann selbst medicates mit Alkohol. Was mache ich?

"Ist er in der Lage zu sehen, was er in der Gefahr des Verlierens ist, wird vielleicht er die Entscheidung treffen, die Hilfe suchen, die er braucht" My Mann von sieben Jahren leidet an Depressionen und Angstzuständen und medicates mit Alkohol....

Diese Massive Hund verarbeiten nicht selbst kann mit kleinen Kätzchen spielen

Wenn Sie denken, dass Katzen und Hunde nicht wirklich auskommen, sind Sie in ein böses (und schmerzlich süß) Erwachen. Als dieser Hund Mensch einen Wurf Kätzchen nach Hause brachte, fühlte sie sich wahrscheinlich ein wenig besorgt. Wie würde ihr massive W...

Diese Origami inspiriert Notunterkunft knallt in Sekunden geöffnet

Katastrophenhilfe, zählt jede Minute – wie jedes Pfund und Zoll. Denn wenn Tausende von Menschen plötzlich obdachlos geworden, bauen du nicht nur neue Häuser über Nacht. Sie können, es jedoch Einrichten eines dieser Origami-ähnliche Unterstände in weniger...

7 tolle Leute mit dem unglücklichen Namen möglich

In einer perfekten Welt würde niemand zurück gehalten werden, indem er einen dummen Namen. Aber es einen Grund, die Schauspieler ihre Namen ändern gibt, wenn sie nach Hollywood zu gehen (z. B. ist Nachname Tom Cruise Mapother)--Wir erwarten, dass einen co...

Ich wusste nie, dass mit Nagellackentferner wie dies überhaupt möglich war.

Hätten Sie alle Einsatzbereiche für Nagellackentferner aufzulisten, würde Sie wahrscheinlich eine ziemlich kurze Liste am Ende mit. (1) entfernt Nagellack Fingernägel und Zehennägel. (2) uhh... das ist alles? ("Nagellackentferner" ist ziemlich s...