由氧化石墨烯制成的微型水分动力小动物仅在湿度变化的条件下就移动了几毫米（图片来源：吉林大学张永来）

吉林大学的研究人员创造出一个完全由水分控制的简单微型“机器人”。 这种“机器人”由闪光处理过的石墨烯氧化物制成，该团队制作出了一只四只脚爬行物，它的一根爪子会对空气湿度变化做出反应从而合拢。

为了使机器人能对湿度变化产生响应，该团队通过还原的化学反应过程处理氧化石墨烯片，这个化学反应可以除去分子中的氧气。 但这里的关键就在于把材料的一面“减小”——就是说，当空气变得更加潮湿时，非还原面会吸收更多的水，使材料朝向减少的一侧膨胀和卷曲。而当空气干燥时，材料将会再次变平整。

通过之前的研究发现，强光照射是一个引起氧化石墨烯的还原的有效方法，所以吉林大学的团队选择了一个快捷、简单还便宜的光源：相机的闪光灯。为了确保材料仅顶部会被还原，片材厚度需要大于5微米，并且闪光灯需要在距离它20至30厘米（7.9和11.8英寸）之间的地方打开。

这样做能使片状氧化石墨烯的弯曲角度在0度和85度之间，从而可以在相对湿度变化范围的33％和86％之间作出反应。为了便于观察实验效果，研究团队将处理后的材料切成四条腿的小动物物状，宽度约1厘米（0.4英寸）。打开和关闭湿度器几次，产生的水汽可以使小虫在12秒内爬行3.5毫米（0.1英寸）的距离，且无需任何外加电源。

使用相同的原则，该研究团队还制作了一个小爪，也是会随着湿度的变化而打开和合拢。 八个5毫米（0.2英寸）长的这种材料的带子被粘贴成星形，它在水分中暴露12秒后将会完全合拢。而当空气干燥时，爪子会在一分钟内再次变平整。
这项研究的首席研究员张永来表示：“这些机器人很简单，可以通过改变环境湿度来灵活操控。这种设计非常重要，因为移动、捕获与释放是自动化系统最基本的功能。”

在未来，研究人员计划探索更精确地控制机器人的方法，以便将其用于更复杂的任务中。这项研究成果已发表在《光学材料快报》杂志上。

来源：光学学会

原文来自：newatlas，由材料科技在线团队翻译整理。