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一种离子聚合物金属复合材料水合度的测量系统及方法
本发明提供一种离子聚合物金属复合材料水合度的测量系统及方法,涉及高分子化学技术领域。本发明首先获取待测量的IPMC试样以及作为对照的已知水合度IPMC;其次,对IPMC试样两侧的金属电极施加范围在0.01~100Hz的不...
杨亮杜雨润王红冷德营杨明明杨延宁
一种超薄离子聚合物金属复合材料IPMC的制备方法及超薄IPMC
本发明公开了柔性智能离子聚合物金属复合材料技术领域的一种超薄离子聚合物金属复合材料IPMC的制备方法及超薄IPMC,所述方法包括:将Nafion溶液与塑化剂混合分散均匀,用移液枪转移至载玻片上铺开,在真空干燥箱中加热干...
王延杰唐刚强柳世龙梅栋赵鑫赵春
TEOS-GO掺杂的银基离子聚合物金属复合材料的制备及其致动性能被引量:1
2024年
离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的电驱动软材料,具有质量轻、驱动电压低的优点,但也存在输出力较小、驱动时间短的缺点,限制了其应用前景。提出了一种在基膜内掺杂硅酸乙酯-氧化石墨烯(TEOS-GO)以提高保水性和驱动能力的银基IPMC,通过对纯Nafion IPMC与TEOS-GO/Nafion IPMC致动器的含水量、尖端位移、输出力和稳定性等参数的测试,证实优化后IPMC的驱动性能有明显的提升。实验结果表明,掺杂质量分数1.5%TEOS-GO的IPMC在3 V直流电压下,尖端位移达到16.579 mm,相当于纯Nafion IPMC的3.37倍;输出力最高达到0.439 gf(1 gf=9.8 mN),是纯Nafion IPMC的5倍。这种改进方式弥补了IPMC用于致动器的缺点,为今后的发展开拓了前景。
李星震李廷鱼郭丽芳李银辉李朋伟胡珂祺
关键词:NAFION
基于CMWCNT/Nafion的增强型离子聚合物金属复合材料的制备及致动性能被引量:1
2024年
离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的电活性材料,具有体积小、质量轻、驱动电压低等优点,但驱动力小、稳定工作时间短等问题限制着其柔性致动性能。提出了一种基于银基IPMC的增强型致动器,通过在IPMC的基底聚合物中掺杂羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT),来提高IPMC的整体机械性能和致动性能。其中,掺杂质量分数0.5%CMWCNT的IPMC的最大尖端位移和驱动力分别增加至未优化银基IPMC的1.60倍与2.32倍,该性能的提升归因于CMWCNT良好的导电性和羧基对水合阳离子迁移的加速作用。与未优化的银基IPMC相比,掺杂质量分数0.5%CMWCNT时IPMC驱动速率可提升至3.57倍。研究结果可为IPMC在各领域的应用发展提供参考。
李帆李廷鱼李朋伟李银辉郭丽芳
银基离子聚合物金属复合材料的封装工艺及其致动性能
2022年
离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种典型的电活性聚合物,具有响应速度快、驱动电压低的突出优势,但全氟磺酸树脂在空气中易失水的缺陷,导致基于全氟磺酸树脂的IPMC会产生非常严重的松弛现象,限制了其作为柔性驱动材料的各项性能。因此,在此基础上提出了一种从理封装角度抑制IPMC易于松弛的方法。通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚氯乙烯(PVC)的组合方式对IPMC进行封装,测量封装后的IPMC的含水率、偏移角度、输出力以及稳定性。结果表明,这种在表面增加膜结构的方法不仅减少了内部水分的流失,使IPMC在空气中的含水率提高了约35%,而且为其致动提供了更高的机械强度,产生了更大的输出力,改善了其在空气中工作的稳定性。这种方法弥补了该材料制备驱动器时的主要不足,为其更广泛的应用奠定了基础。
耿国晶李廷鱼李刚
关键词:封装
银基离子聚合物金属复合材料制备工艺及电致动性能研究
离子聚合物金属复合材料(Ionic polymer metal composite,IPMC)是一种典型的电活性聚合物(Electroactive active polymers,EAP),由离子交换膜和镀覆在两侧的金属...
耿国晶
关键词:离子聚合物金属复合材料分散剂离子交换
抗疲劳性离子聚合物金属复合材料的制备及其在软体机器人上的应用研究
人工肌肉材料具有材质柔软、交互安全、自由度高和体积可变等特点,在各领域中都具有极大的发展潜力。基于独特的驱动机制,人工肌肉材料可在特定的外界刺激下模仿人类或动的一系列动作,如弯曲、缠绕、摆动等等。而在众多人工肌肉材料中...
何志豪
关键词:驱动力
Ionic polymer metal composites actuators with enhanced driving performance by incorporating graphene quantum dots被引量:1
2022年
In order to further improve the driving performance of ionic polymer metal composites(IPMCs),Nafion/graphene quantum dots(GQDs)hybrid membranes incorporating GQDs with various contents of 0,0.1 wt.%,0.5 wt.%,1.0 wt.%,2.0 wt.%and 4.0 wt.%were fabricated by solution casting,and then IPMCs were manufactured by electroless plating.The water contents and elastic moduli of the hybrid membranes were tested.The morphology characteristics of the hybrid membranes and the IPMCs were observed,and the current,AC impedance,blocking force and displacement of the IPMCs were measured.The results show that the elastic modulus of the hybrid membranes decreases,the water content increases,and the actuation performance of the IPMCs improves significantly after the addition of GQDs.IPMC with 1.0 wt.%GQDs exhibits the best driving property.Compared with the IPMC without GQDs,the working current,ion conductivity,blocking force,and tip displacement increase by 94.67%,311.11%,53.66%,and 66.07%,respectively.These results lay a solid foundation for the preparation of IPMCs with high performance,and further broaden their applications in biomedical devices and bionic robots.
YIN Guo-xiaoHE Qing-songYU MinWU Yu-weiXU Xian-rui
基于离子聚合物金属复合材料柔性机械臂的无源控制方法
本发明涉及一种基于端口哈密顿建模的离子聚合物金属复合材料柔性机械臂的无源控制方法,包括步骤:建立由离子聚合物金属复合材料驱动的内窥柔性机械臂模型;根据柔性机械梁模块和IPMC驱动模块的状态方程得到复合理系统的能量方程;...
周维钧李艳君
文献传递
基于端口哈密顿建模的离子聚合物金属复合材料柔性机械臂的无源控制方法
本发明涉及一种基于端口哈密顿建模的离子聚合物金属复合材料柔性机械臂的无源控制方法,包括步骤:建立由离子聚合物金属复合材料驱动的内窥柔性机械臂模型;根据柔性机械梁模块和IPMC驱动模块的状态方程得到复合理系统的能量方程;...
周维钧李艳君
文献传递

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熊克
作品数:143被引量:503H指数:12
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研究主题:复合材料 数字图像相关 数字图像 离子聚合物金属复合材料 智能结构
何青松
作品数:119被引量:71H指数:5
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:IPMC 聚氯乙烯 电极 壁虎 驱动器
于敏
作品数:126被引量:153H指数:6
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:IPMC 壁虎 聚氯乙烯 电极 人工肌肉
戴振东
作品数:487被引量:1,305H指数:19
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:壁虎 仿生 机器人 壁虎机器人 IPMC
卞侃
作品数:34被引量:63H指数:6
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:离子聚合物金属复合材料 IPMC 化学镀 聚合物基 纳米级