p Os engenheiros da Duke University estão organizando camadas de carbono com átomos de carbono com polímeros para criar materiais exclusivos com uma ampla gama de aplicações, incluindo músculos artificiais. p A treliça, conhecido como grafeno, é feito de carbono puro e aparece ampliado como uma tela de arame. Por causa de sua óptica única, propriedades elétricas e mecânicas, o grafeno é usado na eletrônica, armazenamento de energia, materiais compósitos e biomedicina.

p Contudo, o grafeno é extremamente difícil de manusear porque se "enruga" facilmente. Infelizmente, os cientistas foram incapazes de controlar o amassamento e o desdobramento do grafeno de grandes áreas para tirar proveito de suas propriedades.

p O engenheiro duque Xuanhe Zhao, professor assistente na Duke's Pratt School of Engineering, compara o desafio de controlar o grafeno à diferença entre papel desdobrável e lenço úmido.

p "Se você amassou papel normal, você pode facilmente achatá-lo, "Zhao disse." No entanto, o grafeno é mais parecido com papel de seda úmido. É extremamente fino e pegajoso e difícil de desdobrar uma vez amassado. Desenvolvemos um método para resolver este problema e controlar o amassamento e desdobramento de filmes de grafeno de grande área. "

p Os engenheiros da Duke anexaram o grafeno a uma película de borracha que havia sido pré-esticada muitas vezes em seu tamanho original. Uma vez que a película de borracha foi relaxada, partes do grafeno se desprenderam da borracha enquanto outras partes continuaram aderindo a ela, formando um padrão anexado destacado com um tamanho de recurso de alguns nanômetros. Conforme a borracha relaxou, o grafeno destacado foi comprimido para se amassar. Mas quando a película de borracha foi esticada para trás, os pontos aderidos de grafeno puxaram as áreas amassadas para desdobrar a folha.

p "Desta maneira, o amassamento e desdobramento de grandes áreas, o grafeno de espessura atômica pode ser controlado simplesmente esticando e relaxando uma película de borracha, até pelas mãos, "Zhao disse.

p Os resultados foram publicados online no jornal Materiais da Natureza .

p "Nossa abordagem abriu caminhos para explorar propriedades e funções sem precedentes do grafeno, "disse Jianfeng Zang, um pós-doutorado no grupo de Zhao e o primeiro autor do artigo. "Por exemplo, podemos ajustar o grafeno de transparente para opaco, amassando-o, e sintonize-o de volta desdobrando-o. "

p Além disso, os engenheiros da Duke colocaram camadas de grafeno com diferentes filmes de polímero para fazer um material "macio" que pode agir como tecidos musculares se contraindo e expandindo conforme a demanda. Quando a eletricidade é aplicada ao grafeno, o músculo artificial se expande em área; quando a eletricidade é cortada, ele relaxa. A variação da voltagem controla o grau de contração e relaxamento.

p “O enrugamento e desdobramento do grafeno permite grande deformação do músculo artificial, "Zang disse.

p "Novos músculos artificiais estão possibilitando diversas tecnologias que vão desde robótica e administração de drogas até coleta e armazenamento de energia, "Zhao disse." Em particular, eles prometem melhorar muito a qualidade de vida de milhões de pessoas com deficiência, fornecendo dispositivos acessíveis, como próteses leves e telas Braille de página inteira. "