碳纳米管/乙烯乙酸共聚合物复合物的永久形状重构和局部可逆执行,通过构建一个动态交叉连接网络来实现
Rui-Yu Ma1, Wen-Jin Sun2, Ling Xu2
1College of Polymer Science and Engineering, State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 16, 2023
概括
研究人员使用碳纳米管和EVA开发了先进的形状记忆聚合物复合材料 (SMPC). 这些新的SMPC为软机器人提供可编程的3D结构和局部形状转换.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 软机器人和现代设备需要先进的形状记忆聚合物复合材料 (SMPC).
- 现有的SMPC面临着实现可重新配置的永久形状和局部可逆形状转换的挑战.
- 开发具有双重功能的SMPC对于下一代应用程序至关重要.
研究的目的:
- 在碳纳米管/乙烯乙酸共聚合物 (CNT/EVA) 复合材料中设计一个新的动态交联网络.
- 在SMPC中实现可编程的三维 (3D) 结构和局部可逆的激活.
- 为设计具有增强执行能力的复杂SMPC提供指导方针.
主要方法:
- 通过修改EVA分子结构,在CNT/EVA复合材料中轻松构建动态交联网络.
- 利用光强度 (0.11 W/cm2) 诱导CNT/EVA复合材料的远程激活行为 (0.05 wt % CNT) 达到75°C.
- 采用化学和物理编程,由动态交叉连接网络和广泛的化温度实现.
主要成果:
- CNT/EVA复合材料通过光触发的远程激活,达到~75°C的稳定状态温度.
- 动态交叉连接网络在140°C时促进了优异的永久形状重新配置.
- 实现了11.1%的高可逆变形率和成功转化为3D结构.
结论:
- 开发的CNT/EVA复合材料具有可编程的3D结构形成和局部可逆作用.
- 动态交联网络是实现永久形状重构和可逆变形的关键.
- 这项研究为为软机器人和其他应用程序创建先进的SMPC提供了有希望的途径.
