This thesis focuses on synthesizing graphene mesh and utilizing it for development of new electro-mechanical devices. First electrowetting of graphene-coated metal meshe and active penetration of water inside a porous membrane was realized. High-quality graphene was grown on nickel mesh by a chemical vapor deposition method. Using the graphene-coated metal meshes, two active flow devices were developed, demonstrating the dynamic locomotion of water droplets between discrete electrodes, and electroactive flow switching. Next a novel hybrid electrode for utilization in ionic actuators was designed using free-standing graphene mesh and nitrogen doped graphene. The well-designed electrode enhanced the performance of actuator up to 620%. Finally a flexible strain sensor was fabricated using the graphene mesh coated by silver nano wires. The fabricated sensor showed stable response in different strain rates and high sensitivity to mechanical loadings.
이 논문은 그래핀 메쉬를 합성하고 이를 새로운 기전 디바이스에 활용하는 데에 초점을 맞추었다. 첫번째로, 그래핀으로 코팅된 금속 메쉬의 전기습윤현상과 다공성 막 내부로 물의 능동적 투과에 관한 연구를 하였다. 고품질 그래핀은 화학 기상 증착법을 이용하여 니켈 메쉬 상에 성장되었다. 그래핀으로 코팅된 금속 메쉬를 사용하여 두 개의 능동형 유동 장치가 개발되었으며, 개별 전극들 사이에서 물의 동적 이동 및 전기활성 유동 스위치를 구현하였다. 다음으로, 이온성 액추에이터를 위하여 그래핀 메쉬와 질소가 도핑된 그래핀을 이용한 새로운 하이브리드 전극을 설계하였다. 잘 설계된 그래핀 메쉬 전극은 최대 620 %의 액추에이터 성능을 향상 시켰다. 마지막으로 유연한 변형 센서가 실버 나노선이 코팅된 그래핀 메쉬를 이용하여 제작되었다. 제작 된 센서는 다양한 변형률 속도에서 안정적인 응답을 보였으며, 기계적 부하에도 높은 민감도를 보였다.
