生物凝膠電驅動器的制備及其性能研究.pdf

1、近年來隨著電活性聚合物(Electroactive polymers，EAP)材料的出現(xiàn)，基于該類材料的人工肌肉的研究受到了廣泛的關注。傳統(tǒng)人工肌肉IPMC的制作成本較高、輸出力小，采用的金屬Ag電極不僅易在工作中氧化、斷裂導致IPMC失效，而且生物兼容性差使其普及應用受到了一定的限制。本文的目的在于提供一種采用具有生物兼容性的材料制備新的電驅動器的工藝方案，利用多壁碳納米管(Multi-walled Carbon Nanotube，M

2、CNT)制備非金屬電極，改善了金屬Ag電極在使用中的缺陷，采用離子液體代替水的作用，從原理上解決IPMC因失水導致的失效問題，并進行組裝成為更具有經濟性和實用性的人工肌肉。
　　首先，本文在閱讀了大量國內外文獻的基礎上，通過分析和實驗研究了電極膜和電致動膜的制備工藝及其組裝工藝，確定出電驅動器的工藝流程及具體工藝參數，采用熱壓法對其進行組裝，制得了性能較優(yōu)的電驅動器。還獲得了具有性能穩(wěn)定，導電性良好的非金屬電極。
　　其次，

3、通過實驗探究了MCNT質量分數對電驅動器性能的影響，結合利用循環(huán)伏安法和交流阻抗法測得的不同MCNT質量分數的電極膜的電容和電阻，并在掃描電鏡(SEM)下觀察了其微觀形貌，發(fā)現(xiàn)增加MCNT的質量分數有利于形成一種多孔網絡結構，這種特殊的結構使得電極膜電化學性能明提升，從而提高了電驅動器的輸出性能。
　　然后，實驗研究了電致動膜和電極膜的厚度對電驅動器的力輸出性能和位移輸出性能的影響，并結合電致動膜的電容、電極膜的電容以及電阻的變化