使用生物质有孔电极的软执行器:降低电压和提高耐用性的策略
Hao Zhang1,2, Suqian Ma1,3, Chuhan Xu4
1Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130025, China.
Nano letters
|April 9, 2024
概括
新型生物质多孔碳电极使电动人造肌肉能够在低电压下运行,具有特殊的耐用性. 软机器人的这些进步为灵活的执行器和生物灵感机器人提供了新的可能性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 电动人工肌肉对于软机器人至关重要,但在低压操作和长期耐用性方面面临挑战.
- 现有的设计往往难以平衡执行性能与操作稳定性.
研究的目的:
- 开发用于电活性人工肌肉的新型生物质多孔碳 (BPC) 电极.
- 通过降低驱动电压和提高运行耐用性来提高执行器性能.
主要方法:
- 制造纳米孔 BPC 电极.
- 对电荷转移和离子迁移的电极属性的表征.
- 测试执行器性能,包括排位,驱动电压和长期循环稳定性.
主要成果:
- BPC电极促进了高效的电荷传输和离子迁移,降低了驱动电压.
- 执行器在0.5V的低电压下实现了13.6mm (0.54%的曲应变) 的位移.
- 经过55万个循环后,表现出了99.3%的性能保留,证明了特殊的耐用性.
结论:
- 拟议的BPC电极显著提高了电动人工肌肉的性能和耐用性.
- 这一策略为设计各种应用的高性能软执行器提供了一个有前途的方法.
- 展示的应用包括软触摸接口和生物灵感机器人,如生物蝶和爬行机器人.


