电驱动液晶弹性体复合材料研究

基本信息
批准号:51903048
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王猛
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
聚硅氧烷丝网印刷聚乙烯电致形变智能材料
结项摘要

Liquid crystal elastomer (LCE), as a new type of smart materials, has broad application prospects in the fields of bionic materials and micro-robots. Aiming at the deficiencies of the traditional electric responsive LCEs, such as too few related studies, the lack of preparation process of the conductive layer and the single electromorphic mode, this project plans to prepare a novel kind of polyethylene/polysiloxane LCE with electrical responsive ability by screen-printing technology. The main contents include: the design and synthesis of liquid crystal monomer, preparation of polysiloxane LCEs, screen printing of ultra-thin stretchable conductive layer in specific areas of LCEs, preparation of polyethylene/polysiloxane bilayer film, exploration of the complex and locally programmable control deformation ability of the bilayer film under the electrical stimulation. The exploration of the basic control methods and inherent laws of the electro-deformation of such composite LCE film will help to broaden applications of screen-printing technology in the field of liquid crystalline materials. The composite LCE film will be further assembled into soft actuators such as mechanical grippers or cylindrical robots, which will help to verify the feasibility of using this electric-responsive polyethylene/polysiloxane LCE composite film as a new type of electric driven smart materials based on screen-printing technology and actively promote the practical application of LCE materials.

液晶弹性体,作为一种新型智能材料,在仿生材料、微型机器人等领域有广泛的应用前景。针对目前电驱动液晶弹性体的研究偏少、导电层的制备工艺欠缺以及电致形变模式单一等问题,本项目拟利用丝网印刷技术制备一类新型的具有电响应能力的聚乙烯/聚硅氧烷液晶弹性体复合膜材料,具体研究内容包括液晶单体的设计与合成、聚硅氧烷液晶弹性体的制备、在液晶弹性体特定区域丝网印刷超薄可拉伸导电层、聚乙烯/聚硅氧烷液晶弹性体双层复合膜的制备以及电刺激下复合膜复杂、局部可编程控制形变能力的研究。通过寻找此类液晶弹性体复合膜材料电致形变的基本方法和内在规律,拓宽丝网打印技术在液晶高分子领域的应用前景。将这种复合膜组装成为机械手爪、圆柱状机器人等软驱动器,初步验证基于丝网印刷技术的电刺激-响应聚乙烯/聚硅氧烷液晶弹性体复合膜作为一种新型电驱动智能材料在软驱动器领域的应用前景,为液晶弹性体走向实际应用起到积极的推动作用。

项目摘要

目前,在制备电驱动高分子软驱动器方面仍然存在一些难题。首先,为了提高高分子材料的导电性,通常将碳纳米管、银纳米线、石墨烯等无机纳米导电材料掺杂在其中,从而导致高分子材料本身的力学性能有所减弱并增加了制备方案的成本和复杂性;其次,为了实现电致形变高分子材料在应用中得到良好的供电,通常会在高分子材料中引入导线等元件。由于导线等元件的引入不可避免地阻碍了电驱动高分子材料的复杂驱动,故大多数已报道的电驱动聚合物软驱动器只能执行简单的收缩和弯曲等原位变形。为了解决上述难题,本文基于液晶弹性体材料设计并成功制备出一种新型的电驱动环状驱动器系统,该系统由环状液晶弹性体/炭黑电驱动软驱动器和导电轨道组成。其中,环状驱动器由一个环状的液晶弹性体薄膜作为内环,其表面均匀分布着4个U形的碳黑导电区域层作为外层;导电轨道由一对具有锯齿状表面的铜片构成。该环状驱动器不需要连接有导线和电极元件,通过其表面的导电区域与导电轨道之间形成动态连接,形成完整的闭合回路,得到供电,并能够在50 V直流电压的驱动下以1.6 mm/s的速度向前滚动。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
3

物联网中区块链技术的应用与挑战

物联网中区块链技术的应用与挑战

DOI:10.3969/j.issn.0255-8297.2020.01.002
发表时间:2020
4

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
5

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20200093
发表时间:2020

王猛的其他基金

批准号:10705036
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1432125
批准年份:2014
资助金额:66.00
项目类别:联合基金项目
批准号:61601036
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51704098
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91839105
批准年份:2018
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81500611
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41601098
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41504138
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51271213
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21205139
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11904414
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700471
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50901061
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31371318
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41874142
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

高电驱动应变介电弹性体复合材料的设计、制备及性能研究

批准号:51873022
批准年份:2018
负责人:杨丹
学科分类:E0304
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
2

具有多样化三维可逆驱动的智能液晶弹性体复合材料

批准号:21805159
批准年份:2018
负责人:杨洋
学科分类:B0505
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于氢键的光铁电液晶弹性体的制备

批准号:21004052
批准年份:2010
负责人:陈思
学科分类:B0504
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

含氟烃链液晶弹性体的合成及力/电响应研究

批准号:50873018
批准年份:2008
负责人:孟凡宝
学科分类:E0307
资助金额:33.00
项目类别:面上项目