开发MWCNT/磁铁弹性三电传感器通过磁性图案的开发
David Seixas Esteves1,2, Manuel F C Pereira3, Ana Ribeiro2
1Department of Metallurgical and Materials Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto, 4200-465 Porto, Portugal.
Polymers
|July 14, 2023
概括
这项研究表明,在聚氨复合材料中将磁铁颗粒与多壁碳纳米管 (MWCNT) 结合起来,可以显著降低电阻. 磁场可以控制粒子的位置,使软机器人的低成本,可重复的传感器.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 在聚合物复合材料中实现低电透值对于降低导电填充剂含量至关重要.
- 多壁碳纳米管 (MWCNTs) 和磁铁颗粒在聚合物矩阵中被探索它们的导电性和磁性特性.
- 聚氨 (PU) 复合材料正在研究用于需要量身定制的电磁反应的应用.
研究的目的:
- 准备和分析包含MWCNT和磁铁颗粒的聚氨复合材料.
- 研究磁场对复合材料内的电阻和粒子分布的影响.
- 为了展示使用这些磁纹复合材料制造的 triboelectric 传感器和柔软的机器人抓地.
主要方法:
- 制备不同比例的MWCNT和磁铁的PU复合材料.
- 使用SQUID磁力计进行电阻测量.
- 使用光学显微镜 (OM) 和X射线微型计算机断层扫描 (micro CT) 的微结构分析.
- 制造了一种 triboelectric 传感器和一个柔软的机器人抓柄.
主要成果:
- MWCNT是主要的导电元件;磁铁单独不会使复合材料具有导电性.
- 将磁铁与MWCNT结合起来,可以显著降低电阻,例如,从9 × 10^4到5 × 10^3 Ω的电阻比率为1:1.
- 磁场可以控制粒子的位置,提高制造的可重复性.
- 成功开发了一种 triboelectric 传感器和一个肌驱动的软机器人抓地.
结论:
- 在PU中MWCNT-磁铁复合材料的磁性图案设计为传感器制造提供了一种多功能和低成本的方法.
- 这种方法提高了用于软机器人应用的电极制造的可重复性.
- 开发的材料和方法为通过集成传感器控制的先进软机器人系统铺平了道路.
