清華大學(xué)黨智敏教授團(tuán)隊《Nat. Commun.》:共振頻率可以達(dá)到200 Hz的丙烯酸酯彈性體
2024-11-19 來源:高分子科技
介電彈性體是一種電活性聚合物,在Maxwell應(yīng)力下可以產(chǎn)生顯著的可逆形變,將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,具有形變量大(>100%)、能量密度高、控制簡單、便于人機(jī)交互等優(yōu)勢,在柔性驅(qū)動器領(lǐng)域獲得廣泛關(guān)注。介電彈性體作為驅(qū)動器的供能模塊,其功率密度直接決定了驅(qū)動器的性能。目前常用的介電彈性體主要分為兩大類:丙烯酸酯和硅橡膠。丙烯酸酯彈性體具有高能量密度,但響應(yīng)頻率低;硅橡膠彈性體則與之相反。因此,實現(xiàn)高功率密度(>100 W/kg)通常需要高驅(qū)動電場(>40 MV/m),這對器件的絕緣和操作安全提出高要求、限制了介電彈性體柔性驅(qū)動器的應(yīng)用。介電彈性體的功率密度與驅(qū)動電場近似成4次方關(guān)系。如何實現(xiàn)低場下高功率密度是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。
圖1 丙烯酸酯雙模網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建、微觀結(jié)構(gòu)、組成表征
圖2 丙烯酸酯彈性體功率密度特性和柔性旋轉(zhuǎn)電機(jī)
原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-024-54278-y
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