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

作     者：李星震 李廷鱼 郭丽芳 李银辉 李朋伟 胡珂祺 Li Xingzhen;Li Tingyu;Guo Lifang;Li Yinhui;Li Pengwei;Hu Keqi

作者机构：太原理工大学电子信息与光学工程学院山西晋中030600 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2024年第61卷第3期

页      面：75-82页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：山西省自然科学研究面上项目(20210302123157) 山西省回国留学人员科研资助项目(2023-052) 

主　　题：离子聚合物金属复合材料(IPMC) 致动性能 硅酸乙酯-氧化石墨烯(TEOS-GO) 柔性致动器 Nafion 表面电极 

摘      要：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。