让石墨烯变出花：可程序化复杂形变的致动器阵列集群
在最近发表于《国家科学评论》（National Science Review，NSR）的文章中，研究者制备了一种既能进行复杂形变，又能实现自动化控制的湿度响应石墨烯致动器集群。
通过设计不同的SU-8图案实现的复杂形变
所谓致动器，是一种可以将各种环境刺激转换成机械形变的自动化器件。可以想象，软体机器人、微机电系统、微流控芯片等领域都需要致动器。
近年来，基于石墨烯材料的碳基致动器备受关注。然而现有的石墨烯致动器还有待改进：一方面，传统双层结构只能实现简单的弯曲形变；另一方面，对致动器形变的程序化控制仍是难点。这项工作正是在这两方面取得了进展，同时实现了复杂形变与程序化控制。
自然界中，由许多细胞组成的细胞集群可以发生整体耦合形变。受此启发，研究者在石墨烯氧化物（GO）薄膜上铺设图案化的光聚合物（SU-8）微阵列。其中每个SU-8图案彼此独立，并与GO层形成双层致动器结构，可以随湿度条件的变化发生主动变形。变形过程中，集群中各个致动器（致动器1，致动器2……致动器n）的形变相对独立又相互制约，所以，对SU-8图案的几何形状、分布和取向进行设计，就可以实现对整体结构形变的灵活控制。
(a)制备流程示意图。（b）湿度刺激下，纸质模型可控变形示意图
这种全新的石墨烯致动器集群化设计方案，为致动器复杂形变的程序化控制提供了新的思路。该研究以 “Programmable deformation of patterned bimorph actuator swarm” 为题发表于NSR。吉林大学张永来教授和清华大学孙洪波教授为论文的共同通讯作者。吉林大学马佳楠博士为论文的第一作者。