Ställdon som kan omvandla olika miljöstimuleringar till mekaniskt arbete har avslöjat stor potential för att utveckla smarta enheter som mjuka robotar, mikroelektromekaniska system (MEMS), och automatiska lab-on-a-chip-system. Rent generellt, tvåskiktsstrukturer används i stor utsträckning för design och tillverkning av stimuli -mottagliga ställdon. Under det senaste decenniet har att bedriva snabb och storskalig deformation, stora ansträngningar har ägnats åt utvecklingen av nya smarta material. Hittills, olika stimuli -responsmaterial/strukturer har framgångsrikt utvecklats och använts för bimorfa ställdon.

Nyligen, grafen och grafenoxid (GO) som har en rad utmärkta fysikaliska/kemiska egenskaper har framkommit som en ny typ av smart material för ställdonets design. Olika grafenbaserade bimorfa ställdon har framgångsrikt rapporterats. Dock, dessa ställdon är endast kapabla till enkel deformation, som böjning. Som vi förstår det, mindre uppmärksamhet har ägnats åt den förfinade kontrollen av deras deformation. Trots några tidigare arbeten som har rapporterat att böjningsriktningen kan styras av det mönstrade begränsade skiktet, deras deformation begränsas passivt på grund av det anisotropa mekaniska motståndet. För närvarande, utvecklingen av bimorfa ställdon som möjliggör aktiv och programmerbar deformation är fortfarande en utmanande uppgift.

I en ny artikel publicerad i Peking-baserade National Science Review , forskare vid Jilin University och Tsinghua University presenterar en självläkande grafenaktuatorsvärm som möjliggör programmerbar 3D-deformation genom att integrera SU-8-mönsterarrayer med GO. Till skillnad från tidigare publicerade verk, ställdonets svärm kan realisera aktiv och programmerbar deformation under fuktaktivering. Här kan SU-8-mönsteruppsättningarna tillverkas till alla önskade strukturer, där ett individuellt SU-8-mönster kan betraktas som ett inert lager. I kombination med det nedre GO -lagret, varje SU-8-struktur kan bilda en individuell bimorfaktuator och deformeras aktivt under stimulering.

I detta avseende, dessa SU-8/GO tvåskiktsarrayer kan betraktas som en svärm av ställdon (ställdon-1, ställdon-2, och ställdon-n). Under yttre stimulans, varje ställdon deformeras individuellt, och deformationen av hela strukturen är den kollektiva kopplingen och koordineringen av ställdonets svärm. Därför, genom att styra storleken, form och orientering av SU-8-mönstren, mer komplexa deformationer kan programmeras. Detta arbete visar ett nytt sätt att programmera deformationen av tvålagers ställdon, utöka möjligheterna för befintliga bimorfa manöverdon för applikationer i olika smarta enheter.