采用碳纳米管粉末电极制备聚二甲基硅氧烷介电弹性体驱动器方法简单可靠

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:02
文章英文标题
Simple and Reliable Fabrication Method for Polydimethylsiloxane Dielectric Elastomer Actuators Using Carbon Nanotube Powder Electrodes
正文
介质弹性体执行器( DEAs )具有能量高效、紧凑、无声运行等特点。DEAs由夹在两个可拉伸电极之间的弹性体膜组成。优化弹性体和可拉伸电极的质量对提高DEAs性能至关重要。在此，报告了实现快速、可靠和低成本制造DEA的新策略。该策略利用软刷将碳纳米管( CNT )粉末直接涂布在弹性体膜上，通过改变固化剂与基聚合物的混合比例来调节聚二甲基硅氧烷( PDMS )膜的机械特性和表面粘结性能。在PDMS上进行的单轴工程拉伸试验表明，使用较少的固化剂时，会形成较软的材料。较软的PDMS具有粘性的表面，使得CNT粉体能够物理结合到表面。场发射扫描电子显微镜( FE-SEM )图像证明，弹性体表面形成了较强的CNT网络。机电研究还表明，粘贴PDMS表面的导电性得到改善。PDMS 30 - 1在静态和循环DEA试验中的最优性能表明，CNT与软黏弹性体膜结合刷涂可以提高DEA性能。
文章内容（英文）
Dielectric elastomer actuators (DEAs) are energy efficient, compact, and operate silently. DEAs consist of an elastomer membrane sandwiched between two stretchable electrodes. Optimizing the quality of both the elastomer and the stretchable electrodes is essential to improve the DEAs performance. Herein, novel strategies are reported to achieve fast, reliable, and low‐cost fabrication of DEAs. The strategies utilize a soft brush to directly pattern carbon nanotube (CNT) powder on the elastomer membrane and tune the mechanical and surface‐adhesiveness characteristics of a polydimethylsiloxane (PDMS) membrane by altering the mixing ratio of the curing agent and base polymer. A uniaxial engineering tensile test on PDMS indicates that a softer material is formed when less curing agent is used. The softer PDMS has a sticky surface, which allows the CNT powder to be physically bound to the surface. Field‐emission scanning electron microscopy (FE‐SEM) images prove that the strong CNT network is formed on the surface of the elastomer. The electromechanical investigation also indicates that the electrical conductivity is improved for a stickier PDMS surface. The optimal performance of PDMS 30‐1 in static and cyclic DEA tests shows that the brushing of CNT combined with soft and sticky elastomer membranes can increase the DEA performance.
来源出处
Journal|[J]Advanced Engineering MaterialsVolume 23, Issue 6. 2021.
DOI
https://doi.org/10.1002/ADEM.202001181

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