低电压双层结构多形变致动器论文发表于Compos. Sci. Technol.期刊
发布时间:2022-04-13 文章来源:互联网基于掺杂导电粒子的形状记忆聚合物复合材料柔性致动器的潜在材料,而这些柔性致动器是人工肌肉和柔性机器人的关键部件。 低电压驱动可以有效降低设备要求和安全隐患,但这要求高导电颗粒含量,随之带来的是材料的可逆变形减小。与此同时,单一的形状变化不能满足全部的应用需求,如精密智能医疗设备、智能阀门、可展开空间结构等。我们通过在CNT/EVA中引入与EVA具有不同热力学行为的聚己内酯(PCL)成功制备了一种低电压可控双层结构三重形状驱动器。表层富集的导电层使CNT/ EVA/ PCL复合材料在不发生驱动性能下降的前提下获得了具有优异的电加热性能。因此,在较低的电压(15-18 V)可以将CNT/EVA/PCL复合材料加热到60-100 ℃,以驱动复合材料实现多形状变化。更重要的是这种具有双层结构的三重形状SMPC具有超过96%的形状固定率和98%的形状恢复率,而含有高含量填料含量的对比样仅表现出低于80%的形状恢复率。基于电热效应的优异可控性和复合材料优异的编程性,可以将复合材料设计成各种所需的模式,例如反向驱动和逐步驱动。 此外,驱动器还可以设计成“花”的形状,以模仿盛开和枯萎过程。 总之,这种具有双层结构的低电压可控三重形状驱动器在柔性机器人和航天工程领域具有广阔的应用前景。
Sun, W.-J.; Guan, Y.; Jia, L.-C.; Li, Y.; Huang, H.-D.; Wang, Y.-Y.; Tang, J.-H.; Yan, D.-X.; Li, Z.-M. Low-voltage and controllable-developed actuator with bilayer structure based on triple-shape actuation. Composites Science and Technology 2022, 222, 109399. DOI: 10.1016/j.compscitech.2022.109399.