通过密集纠的结构实现液晶执行器的超高工作能力和可扩展的可处理性
Caicai Li1, Tuan Liu1, Yuzhan Li2
1School of Biomedical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|September 10, 2025
概括
研究人员开发了先进的液晶弹性体 (LCE),提高了性能和简化了制造. 这些软执行器为下一代可穿戴设备和康复设备提供高强度和热塑性可加工性.
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
- 软机器人软机器人 软机器人软机器人
背景情况:
- 液晶弹性体 (LCE) 是有前途的软执行器,但在性能和制造方面面临挑战.
- 目前的LCE应用受到不充分的执行和复杂的制造工艺的限制.
研究的目的:
- 开发具有显著增强执行性能的LCE.
- 为了简化LCE的制造过程.
- 为了在可穿戴设备和康复设备中实现实际应用.
主要方法:
- 在单个步骤中合成高分子量 (>180 kDa) 线性LCE与中等侧组,以创建密集纠的结构.
- 使用切或溶剂处理来破坏纠,以获得类似热塑性塑料的可加工性.
- 制造的轻量级可穿戴设备 (<10g).
主要成果:
- 由于增强的机械强度和性,实现了超高的驱动工作能力 (1427 kJ m-3).
- 通过暂时破坏纠,证明了与热塑性类似的可加工性.
- 开发了可穿戴设备,产生超过30N的收缩力,能够举起一个成人的手臂.
结论:
- 一个单步制造方法产生密集纠的LCE,具有卓越的驱动和可加工性.
- 这些先进的LCE显示出在康复,可穿戴设备和软机器人领域的应用潜力很大.
- 开发的LCE克服了以前的局限性,为实际软执行器实施铺平了道路.
