Gli attuatori in grado di convertire vari stimoli ambientali in lavoro meccanico hanno rivelato un grande potenziale per lo sviluppo di dispositivi intelligenti come robot morbidi, sistemi microelettromeccanici (MEMS), e sistemi lab-on-a-chip automatici. In genere, le strutture a doppio strato sono ampiamente utilizzate per la progettazione e la fabbricazione di attuatori sensibili agli stimoli. Nell'ultimo decennio, perseguire una deformazione rapida e su larga scala, grandi sforzi sono stati dedicati allo sviluppo di nuovi materiali intelligenti. Ad oggi, vari materiali/strutture di risposta agli stimoli sono stati sviluppati e utilizzati con successo per attuatori bimorfi.

Recentemente, il grafene e l'ossido di grafene (GO) che possiedono una serie di eccezionali proprietà fisico/chimiche sono emersi come un nuovo tipo di materiale intelligente per la progettazione di attuatori. Sono stati segnalati con successo vari attuatori bimorfi a base di grafene. Però, questi attuatori sono solo in grado di semplice deformazione, come piegare. Al meglio delle nostre conoscenze, minore attenzione è stata dedicata al raffinato controllo della loro deformazione. Nonostante alcuni lavori precedenti abbiano riportato che la direzione di piegatura può essere controllata dallo strato vincolato modellato, la loro deformazione è limitata passivamente a causa della resistenza meccanica anisotropa. Attualmente, lo sviluppo di attuatori bimorfi che consentono una deformazione attiva e programmabile rimane un compito impegnativo.

In un nuovo documento pubblicato nella sede di Pechino Rassegna scientifica nazionale , gli scienziati della Jilin University e della Tsinghua University presentano uno sciame di attuatori di grafene autorigenerante che consente la deformazione 3-D programmabile integrando gli array di modelli SU-8 con GO. A differenza delle opere pubblicate in precedenza, lo sciame di attuatori può realizzare una deformazione attiva e programmabile sotto l'attivazione dell'umidità. Qui gli array di pattern SU-8 possono essere fabbricati in qualsiasi struttura desiderata, in cui un singolo modello SU-8 può essere considerato come uno strato inerte. In combinazione con lo strato GO inferiore, ogni struttura SU-8 può formare un attuatore bimorfo individuale e deformarsi attivamente sotto stimolazione.

A questo proposito, questi array a doppio strato SU-8/GO possono essere considerati come uno sciame di attuatori (attuatore-1, attuatore-2, e attuatore-n). Sotto stimolazione esterna, ogni attuatore si deforma singolarmente, e la deformazione dell'intera struttura è l'accoppiamento e il coordinamento collettivo dello sciame di attuatori. Perciò, controllando le dimensioni, forma e orientamento dei modelli SU-8, si possono programmare deformazioni più complesse. Questo lavoro dimostra un nuovo modo di programmare la deformazione degli attuatori a doppio strato, espandere le capacità degli attuatori bimorfi esistenti per applicazioni in vari dispositivi intelligenti.