介电弹性体中的增强电驱动：自由离子的非线性效应
软凝聚态物质
2022-05-17 v2
摘要
增塑聚氯乙烯（PVC）是一种果冻状软介电材料，近来作为一种新型电活性聚合物引起了广泛关注。在每毫米数百伏的电场下，PVC 凝胶发生大变形。这些凝胶可用作人造肌肉和其他软机器人设备，其显著的变形行为与常规介电弹性体截然不同。在此，我们提出一个用于 PVC 凝胶电活性的简单模型，并展示自由离子对其介电行为的非线性效应。研究发现，其特殊的变形行为源于电润湿效应以及界面张力的变化。此外，我们推导了凝胶表面张力及表观介电常数的解析表达式。该理论表明，可移动自由离子的尺寸在决定电致变形中起关键作用，为电活性凝胶致动器的新颖创新设计开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2101.10637,
title = {Enhanced electro-actuation in dielectric elastomers: the non-linear effect of free ions},
author = {Bin Zheng and Xingkun Man and David Andelman and Masao Doi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.10637},
year = {2022}
}