纳米多孔金属的“力电转换”行为

作     者：邵丽华 

作者单位：北京航空航天大学固体力学研究所 

会议名称：《2018年全国固体力学学术会议》

会议日期：2018年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

关 键 词：纳米多孔金属 力电转换 表面应力 电极电位 

摘      要：通过控制表面电荷和表面应力的大小,使得纳米多孔金属具有表面应力诱发伸缩效应是三维块体多孔金属的一个非常独特的功能应用。随着电极材料的点位变化导致的表面应力变化,纳米多孔金属/碳会发生可逆的膨胀、收缩,并能将电能转化为机械能。据此,纳米多孔金属曾被报道可作为一种新型致动器,甚至可作为人造肌肉应用。纳米多孔金属致动器是将电信号转变为机械运动;通过理论研究发现,如果在纳米多孔金属上作用往复变化的外力,也将会有电信号输出。通过力-电-化学耦合原位实验装置,使用动态机械分析仪在纳米多孔金样品上施加具有不同频率变化的外力,测得样品的输出电流/电压也按外力的频率变化,且振幅稳定,与理论预测能够很好的吻合。证明纳米多孔金具有类似压电材料的性能,即将机械运动信号转变为电信号的力电转换性能,使其在力或振动传感器方面有着潜在的应用价值。