含定向镀镍碳纤维的磁响应 PDMS

我们详细介绍了一种制造能够承受大应变并对外部磁场作出响应的致动器的技术。所用材料为镀镍碳纤维增强的 PDMS。得益于镍的功能化，通过将粘性溶液置于低强度外部磁场 ($<0.2$~T) 中即可实现纤维取向。研究表明，通过在预固化阶段适当定向增强纤维来调控材料的各向异性，可以同时控制其力学和磁学性能。通过高达 60% 变形的拉伸试验研究了大应变行为，结果显示其对纤维取向有很强的依赖性。通过将梁状试样置于均匀磁场中研究了磁学性能。结果显示出多稳态行为：0$^\circ$ 纤维取向的试样仅发生弯曲变形，而 90$^\circ$ 纤维取向的试样则仅发生扭转变形，所有中间角度均同时表现出弯曲和扭转。这种行为被引入的大转动梁模型精确捕捉。此类致动器可用于所有需要快速响应时间和大应变的应用中。