介电弹性体是一种电活性聚合物,在Maxwell应力下可以产生显著的可逆形变,将电能转换为机械能,具有形变量大(>100%)、能量密度高、控制简单、便于人机交互等优势,在柔性驱动器领域获得广泛关注。介电弹性体作为驱动器的供能模块,其功率密度直接决定了驱动器的性能。目前常用的介电弹性体主要分为两大类:丙烯酸酯和硅橡胶。丙烯酸酯弹性体具有高能量密度,但响应频率低;硅橡胶弹性体则与之相反。因此,实现高功率密度(>100 W/kg)通常需要高驱动电场(>40 MV/m),这对器件的绝缘和操作安全提出高要求、限制了介电弹性体柔性驱动器的应用。介电弹性体的功率密度与驱动电场近似成4次方关系。如何实现低场下高功率密度是一个具有挑战性的问题。
图1 丙烯酸酯双模网络的构建、微观结构、组成表征
图2 丙烯酸酯弹性体功率密度特性和柔性旋转电机
原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-024-54278-y
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