一种基于聚氧甲纤维的新型人工肌肉能够实现稳定的执行行为

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:

• 聚氧甲 (POM) 纤维具有出色的水/化学抗性,使其成为稳定的人工肌肉 (AM) 的有希望的.
• 然而,POM的高晶度和低无形含量限制了其作为AM的执行性能.
• 开发先进的灵活执行装置需要克服基于POM的AM中的这些限制.

研究的目的:

• 开发基于POM纤维的新型人工肌肉 (AM),具有增强的驱动性能和稳定性.
• 通过与热塑性聚氨弹性体 (TPU) 混合来调节POM纤维的晶体行为.
• 通过控制纤维处理和肌肉建设来优化POM/TPU AM的性能.

主要方法:

• 米/TPU纤维的制备方法是使用线,热和热设置.
• 人工肌肉是由POM纤维通过合并,扭曲和卷轴过程构建的.
• 通过增加纤维拉伸率和TPU含量,优化肌肉几何形状,增强了执行性能.

主要成果:

• 增加的纤维拉伸率和TPU含量增强了POM纤维的定向和无形含量,促进了执行.
• 建造的POM/TPU AM实现了40.23%的最大收缩应变和34.69 J kg-1的工作能力,明显超过哺乳动物骨肌肉.
• 基于POM纤维的AM在抗性测试中表现出卓越的循环驱动稳定性和94.11%的应变保留.

结论:

• 将POM与TPU混合有效调节晶体行为,提高AM启动性能.
• 开发的基于POM纤维的AM表现出了显著的执行能力和稳定性,超过了自然肌肉的基准.
• 这些发现为使用POM/TPU纤维的先进,稳定和高性能灵活执行装置铺平了道路.