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Updated: Jun 21, 2025
12:04
Microfluidic Preparation of Liquid Crystalline Elastomer Actuators
Published on: May 20, 2018
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卷轴碳纳米管纤维被强化液晶弹性体覆盖,用于强大和可编程的人工肌肉
Guang Yang1,2, Lizhong Dong2, Ming Ren2
1School of Nano-Technology and Nano-Bionics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.
Nano letters
|July 16, 2024
概括
研究人员通过添加二级网络开发了高强度液晶弹性体 (LCE) 纤维. 这些双网络LCE纤维具有增强的机械性能和用于先进的人工肌肉应用的执行性能.
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
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 液晶弹性体 (LCE) 是一种具有人工肌肉潜力的先进材料,因为它们具有大,可逆的收缩冲动.
- 然而,LCE的实际应用受到其有限的拉伸强度和执行应力所阻碍.
- 提高LCE纤维的机械强度对于开发高性能人工肌肉技术至关重要.
研究的目的:
- 设计具有增强机械性能和执行性能的高强度LCE纤维.
- 通过将双网络LCE (DNLCE) 与碳纳米管 (CNT) 纤维集成,创建一个卷绕的人工肌肉纤维.
- 为了证明这些先进的人工肌肉纤维在功能设备中的应用.
主要方法:
- 合成双网络LCE (DNLCE) 通过将二级网络引入单网络LCE光纤.
- 通过将DNLCE涂在CNT纤维上,制造出卷状的人造肌肉纤维.
- 研究了DNLCE纤维的机械性能,包括拉力强度和执行应力.
- 评估了基于DNLCE的人工肌肉纤维的电热启动性能和可编程性.
- 展示了功能设备,如智能抓手和爬行虫机器人,使用编织的人工肌肉纤维.
主要成果:
- 与原始LCE相比,DNLCE纤维在拉伸强度 (313.9%) 和最大启动应力 (342.8%) 中表现出显著的改善.
- DNLCE涂层的CNT纤维在电热驱动时表现出高的执行性能和可编程的执行.
- 编织的人工肌肉纤维成功地集成到功能性的原木结构中,创建了一个智能抓手和一个爬行虫机器人.
结论:
- 开发的DNLCE纤维为克服传统LCE人工肌肉的机械限制提供了一个有希望的解决方案.
- 通过将DNLCE与CNT纤维集成,可以创建具有出色的执行能力的高性能人工肌肉纤维.
- 这些先进的人工肌肉纤维对于开发复杂的智能系统和软机器人技术具有重大潜力.
