В мире робототехники, задействующем наноматериалы, разработка искусственных мышц является очень перспективным направлением, продукты которого могут быть применены самым широким образом – при создании гибких деталей подводных судов и вплоть до приспособлений, предназначенных для использования в процессе реабилитации.
Ионные полимерные композиты привлекательны за счёт своей исключительной простоты. Все, что следует сделать, это поместить два электрода на полимер; при включении электрического напряжения ионы начинают перемещение, деформируя тем самым полимер.
Однако исследователи столкнулись с проблемой, когда экспериментировали с металлическими электродами. После контакта с воздухом и током электроды начинали разламываться, что сопровождалось утечкой ионов и ухудшением мышечной деятельности.
Ученые из Корейского Института современной науки и технологии (KAIST) выступили с решением этой проблемы, которое включает двухмерный полупроводниковый наноматериал графен.
В исследовании, опубликованном в издании ACS Nano, команда ученых из института KAIST выполнили электроды из экономичной версии графена, имеющего название HLrGOP.
Гидрофобные свойства этой формы графена сделали материал эффективным в использовании. Электроды графена обладают гладкой наружной поверхностью, свойства которой отталкивают воду и противостоят трещинам. Внутренняя поверхность наоборот неровная, что способствует транспортировке ионов по мембране полимера.
В ходе экспериментов с новым видом искусственных мышц ученые отметили большую прочность и отсутствие снижения производительности.