双峰网络聚丙烯酸酯弹性体

低电场超高功率

打破介电与机械性能固有耦合，同时实现高介电常数、低杨氏模量和类似硅胶的宽驱动频带，使低电场下输出功率大幅提升。

Yin, Juan · Du, Boyuan · Hu, Hui Yi · Dong, Zhuo Er · Zhao, Yu · 张自利 · 赵慧婵 · Yi, Chenyi · 曲良体 · 党智敏

Nature Communications 2024

参数信息

功率密度

154 W kg⁻¹

驱动频带宽度

200 Hz

电机转速

1245 rpm

技术优势

低电场高功率

通过高介电常数、低模量和宽频带的协同，在 20 MV m⁻¹ 低电场下即可实现 154 W kg⁻¹ 的功率密度。

驱动频带宽

双峰网络赋予材料约 200 Hz 的驱动频带宽度，与硅胶相当，打破丙烯酸酯响应频率低的限制。

电机转速高

基于该弹性体的旋转电机在 19.6 MV m⁻¹、125 Hz 下达到 1245 rpm，超越以往丙烯酸酯基电机。

应用场景

• 介电弹性体驱动器：在低电场下输出高功率，减少对高压电源的依赖。
• 软体机器人：宽频带和高功率密度支持快速、高效的运动。
• 旋转电机：实现 1245 rpm 高转速，超越传统丙烯酸酯电机。
• 柔性驱动器：低模量、高应变，适合可变形驱动。
• 机械驱动模块：可直接制成旋转电机等高功率驱动模块。