碳黑电极的表征和喷墨印刷用于介电弹性体执行器的电极
Jianan Yi1, Frank Babick2, Carsten Strobel1
1Institute of Semiconductors and Microsystems, TU Dresden, 01062 Dresden, Germany.
ACS applied materials & interfaces
|August 23, 2023
概括
研究人员开发了一种用于喷墨印刷的新碳黑墨水,在介电弹性体执行器 (DEA) 中实现了创纪录的80.63%的面积应变. 这一突破推动了软机器人和可拉伸电子制造的发展.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人工程 机器人工程 机器人工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 介电弹性体驱动器 (DEA) 为软机器人和可拉伸电子产品提供了显著的驱动.
- 喷墨印刷是DEA电极的理想制造方法,因为它具有数字化,无口罩和材料效率的性质.
- 一个关键的挑战仍然是开发适合的喷墨印刷电极材料用于DEA.
研究的目的:
- 开发和描述用于喷墨印刷的新型碳黑 (CB) 油墨,作为介电弹性体执行器 (DEA) 的电极.
- 为了评估喷墨打印在烯酸膜 (VHB) 上的CB电极的性能.
- 建立使用喷墨打印电极的DEA启动的新基准.
主要方法:
- 多重碳黑 (CB) 油墨是使用三乙烯糖醇单甲基乙烯 (TGME) 和 (CLB) 作为溶剂而制成的.
- 包括稳定性,颗粒大小,表面张力,粘度,电阻和可打印性在内的墨水特性被系统地描述.
- 介电弹性体执行器 (DEAs) 使用开发的油墨制造,并测试了面积应变性能.
主要成果:
- 开发的CB油墨表现出有利的稳定性,颗粒大小和适合喷墨印刷的质性质.
- Ink-TGME/CLB配方表现出极好的打印能力,实现了高分辨率 (∼25微米) 和稳定的滴状形成.
- 使用Ink-TGME/CLB电极制造的DEA实现了创纪录的80.63%的面积应变,超过了VHB上的CB粉末电极之前的基准值.
结论:
- 一种新的喷墨可打印碳黑墨水 (TGME/CLB/CB) 已成功开发用于DEA电极制造.
- 这种新的墨水可以实现高分辨率打印,并实现了在DEA中前所未有的执行应变.
- 这些发现对于基于DEA的柔软和可拉伸电子设备的进步和小型化具有重要意义.
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