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Updated: Jun 30, 2025
12:04
Microfluidic Preparation of Liquid Crystalline Elastomer Actuators
Published on: May 20, 2018
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适应性纳米管网络使无向可变形的电驱动液晶弹性体向人造肌肉实现
Jiao Wang1,2, Hao Zhou1, Yangyang Fan1,2
1Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization of Zhejiang Province, School of Engineering, Westlake University, Hangzhou, Zhejiang 310030, China. lvjiuan@westlake.edu.cn.
Materials horizons
|March 22, 2024
概括
我们使用碳纳米管网络和液晶弹性体开发了新的电热人工肌肉. 这些人造肌肉提供了巨大的应变,强大的性能和自我保护,推动了软机器人和可穿戴电子产品的发展.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 人造肌肉对于能量转化至关重要,但面临着诸如低应变和高电压要求等挑战.
- 现有的电动人工肌肉存在显著的性能限制,阻碍了实际使用.
研究的目的:
- 设计和制造新的电热人工肌肉,克服当前技术的局限性.
- 为了创建人工肌肉,增强应变,导电性和耐久性,用于实际应用.
主要方法:
- 用液晶弹性体 (LCE) 构成层次结构碳纳米管 (HS-CNT) 网络.
- 工程自适应的三明治纳米管网络,具有角剪刀状的微观结构.
- 电热驱动,导电强度,焦耳加热效率和承载能力的特点.
主要成果:
- 实现了较大的启动应变 (>40%) 和显著的导电强度 (R/R0 <1.03).
- 证明了卓越的朱尔加热效率 (≈233°C在4V) 和高承载能力 (R/R0<1.15在4000倍重量).
- 展现出对过度负荷的自我保护的变形智能.
结论:
- 新的HS-CNT/LCE人工肌肉有效地解决了现有人工肌肉的性能限制.
- 这些高性能人造肌肉提供全方位伸展性,强大的电热驱动,低驱动电压和高机械输出.
- 开发出来的人工肌肉具有在软机器人和可穿戴灵活电子产品中的应用的巨大潜力.
