湿碳纳米管/形状记忆聚合物复合纤维具有高执行应力和预先设计的形状变化
Meng Li1,2, Kun Chen2, Ding Zhang1
1Key Laboratory of Material Physics, Ministry of Education, School of Physics and Microelectronics, Zhengzhou University, Zhengzhou, 450052, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|August 9, 2024
概括
研究人员使用碳纳米管 (CNT) 和聚尿素开发了先进的形状记忆聚合物纤维. 这些具有成本效益的CNT/聚氨酸复合纤维通过热或电动驱动提供高应力输出和精确的形状变化.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 使用可扩展的方法,形状记忆聚合物执行器具有高应力输出和精确的形状控制的挑战性.
- 将纳米材料集成到聚合物复合材料中,有可能提高执行性能.
研究的目的:
- 制造用于执行器的高性能复合纤维,使用具有成本效益的材料和可扩展的方法.
- 在热和电刺激下研究碳纳米管 (CNT) /聚氨酸复合纤维的执行能力.
主要方法:
- 使用湿方法制造CNT/聚氨酸复合纤维.
- 使用热诱导的收缩步骤进行纤维密集和强化.
- 机械性能和执行性能的表征.
主要成果:
- 由于CNT促进聚合物链的方向,CNT/聚氨酸复合纤维具有较高的抗拉强度和更好的机械性能.
- 实现了33 MPa (热) 和22 MPa (电) 的高启动应力,反应时间快.
- 证明了多功能变形能力,包括模式恢复和结构转换.
结论:
- 开发的CNT/聚氨酸复合纤维通过低成本,可扩展的工艺提供了卓越的执行性能.
- 这些纤维适用于需要通过热或电刺激快速精确地改变形状的应用.
- 潜在的应用包括可穿戴设备,机器人技术和生物医学工程.


