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Updated: Jun 21, 2026
10:32
Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators
Published on: February 1, 2016
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Un elastómero dieléctrico procesable de alto rendimiento y un proceso multicapa
Ye Shi1,2, Erin Askounis1, Roshan Plamthottam1
1Department of Materials Science and Engineering, University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA, USA.
Science (New York, N.Y.)
|July 20, 2022
Resumen
Este estudio introduce un elastómero dieléctrico procesable de alto rendimiento (PHDE) con una red bimodal. Este nuevo material logra altas tensiones de accionamiento sin preestiramiento, lo que permite actuadores multicapa eficientes.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Química de los polímeros
- Tecnología de los actuadores
Sus antecedentes:
- Los elastómeros dieléctricos (DE) son condensadores deformables que generan trabajo mecánico a través de campos eléctricos.
- Los DEs actuales como los acrílicos y las siliconas tienen limitaciones en la deformación, los requisitos de prestrechamiento o la procesabilidad.
- Hay una necesidad de DEs de alto rendimiento que sean procesables y logren grandes deformaciones sin estiramiento previo.
Objetivo del estudio:
- Para sintetizar un nuevo elastómero dieléctrico procesable de alto rendimiento (PHDE).
- Adaptar las propiedades electromecánicas del PHDE mediante el control de su estructura de red.
- Desarrollar un método de fabricación eficiente para actuadores multicapa que utilicen el PHDE.
Principales métodos:
- Síntesis de un PHDE con una estructura de red bimodal.
- Adaptación de las propiedades de los elastómeros mediante el ajuste de los enlaces cruzados y la unión de hidrógeno.
- Fabricación de actuadores multicapa mediante un proceso de apilamiento en seco.
Principales resultados:
- El PHDE sintetizado presenta una tensión superficial máxima del 190%.
- Las tensiones altas (> 110%) se mantienen a 2 Hz sin preestiramiento.
- Los actuadores multicapa fabricados mediante apilamiento en seco conservan un alto rendimiento de accionamiento.
Conclusiones:
- El PHDE desarrollado ofrece una alternativa prometedora a los elastómeros dieléctricos existentes.
- La estructura de la red bimodal y las propiedades adaptadas permiten una activación alta y libre de estiramiento.
- El eficiente proceso de apilamiento en seco facilita la fabricación escalable de actuadores DE de alto rendimiento.
