定向驅(qū)動是生物運動中的一種重要運動形式,如:手指的定向彎曲運動和翅膀的上下拍動等。因此,仿生制備具有定向驅(qū)動變形功能的柔性驅(qū)動器對于實現(xiàn)高性能的軟體機器人具有重要的意義。其中,介電彈性體(DE)在外電場作用下具有毫秒級響應(yīng),高能量密度和大的驅(qū)動應(yīng)變等優(yōu)點,被譽為新一代的人工肌肉,已被廣泛用于制備柔性驅(qū)動器和軟體機器人。然而,目前基于力學(xué)各向異性DE材料開發(fā)制備的具有定向驅(qū)動變形功能的柔性驅(qū)動器還存在一些問題,如:力學(xué)各向異性模量差異小、熱穩(wěn)定性差和較難實現(xiàn)局部可控的定向驅(qū)動變形等。
針對以上挑戰(zhàn),浙江農(nóng)林大學(xué)傅深淵教授團隊通過自由基共聚合將含有不飽和雙鍵的植物油基單體引入到熱固性DE薄膜中,利用巰基-烯的點擊反應(yīng)實現(xiàn)了熱固性DE薄膜的進(jìn)一步可控紫外光交聯(lián)。紫外光交聯(lián)后薄膜的初始模量可提高10倍以上(由0.28 MPa提升至3.00 MPa);同時可通過圖案化的紫外光照射實現(xiàn)DE薄膜模量的圖案化設(shè)計,從而實現(xiàn)DE驅(qū)動器的可控驅(qū)動變形。
圖2. 具有后交聯(lián)功能的熱固性DE薄膜的制備及工藝優(yōu)化
圖4. 高性能DE彎曲驅(qū)動器的制備及其應(yīng)用展示
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722032211
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