石墨片致動器首度登場
- 上線日期：2010/1/19 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國德州大學的研究人員首次利用石墨片(graphene)及奈米碳管為基礎的雙層(bilayer)複合材料，製作出致動器(actuator)。這種紙狀的元件在受到外界環境的刺激(如濕度或溫度變化)時，會發生捲曲。這項發現將可能被應用於感應器、開關(switches)、微機電(MEMs)及奈米機電(NEMs)系統中。
在製作上，研究人員為了將兩種材料層堆疊起來，先以真空過濾法(vacuum filtering)將多壁式奈米碳管懸浮液(MWCNTs suspension)過濾而形成薄膜，接著繼續過濾石墨片氧化物(grapheme oxide, GO)的溶液，進而在濾紙上形成厚度各為約10 nm的雙層薄片。實驗發現，完成的元件會隨著濕度或溫度的增加而發生捲曲，且其捲曲的程度可以由多壁式碳管層的膜厚加以控制。
領導這項研究的Rod Ruoff表示，這種雙層材料還有其他有趣的物理特性，例如石墨片氧化物層呈深棕色且電性為絕緣性，而多壁式奈米碳管膜的表面為亮黑色，且具有導電性。這種電學上的非對稱性在絕緣包覆(wrapping)及作為能源儲存材料等應用上相當有用。這種致動特性也可以應用在氣體感測器(gas sensors)上，再加上石墨片優越的電子及機械特性，它們甚至可以做為感測器、開關、MEMS及NEMS之用。
目前Ruoff的團隊計畫深入了解造成這種捲曲反應背後的機制，同時也將著手研究這種致動元件的響應時間(response times)及其穩定性。詳情請參考Small 6, p.210-212 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/41273
譯者:蘇清源(清華大學工程與系統科學研究所)
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