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Macromol. Rapid Commun.:可电致大形变的热塑性介电弹性体

介电弹性体是一类在电场作用下可发生形变的智能软材料,可用于电能与机械能的相互转化,具有模量低、密度小、变形大、噪音小、响应迅速、能量密度高、电/力转化效率高等优点,被誉为新一代“人造肌肉”,有望广泛应用于柔性机器人、盲人显示装置、仿生可调透镜、微流控压力泵、柔性传感器和绿色能量收集装置等领域。现有的介电弹性体存在的主要问题包括要么介电常数低、驱动电场高(~10MV/m),要么粘性损耗高、频率响应差、工作温度范围窄,化学交联结构难以进行复杂器件加工,这些问题严重制约了介电弹性体器件的应用。

Macromol. Rapid Commun.:可电致大形变的热塑性介电弹性体

Macromol. Rapid Commun.:可电致大形变的热塑性介电弹性体

浙江大学罗英武教授课题组针对这些问题,利用可逆加成断裂链转移乳液聚合技术,通过合理设计嵌段共聚物结构,得到一类新型的高性能热塑性介电弹性体。该材料兼顾较高的介电常数和优良的弹性性能,具有较低的粘性损耗。在静电场作用下,使用该材料制作的驱动器可获得100%的超大面积变形;在300Hz交流电场作用下,形变仍高达30%;其功率密度可高达1.2W/g。同时,该材料玻璃化转变温度为-50oC,在低温条件下仍可工作。由于其具有优良的热塑性,该材料可利用3D打印技术进行器件制造,在微流控、人工柔性骨骼肌、仿生柔性机器人等领域具有广阔的应用前景。


相关结果发表在Macromolecular Rapid Communication (DOI:10.1002/marc.201700268)上,文章第一作者为马子朋,文章链接为http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201700268/abstract,或直接点击左下角阅读原文按钮进行阅读。

 

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