High Electromechanical Response of Ionic Polymer Actuators with Controlled-Morphology Aligned Carbon Nanotube/Nafion Nanocomposite Electrodes.
High Electromechanical Response of Ionic Polymer Actuators with Controlled-Morphology Aligned Carbon Nanotube/Nafion Nanocomposite Electrodes.
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离子聚合物执行器具有控制形状的碳纳米管/Nafion纳米复合电极的高机电响应。
DOI：
10.1002/adfm.201000570
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发表时间：
2010-10-08
影响因子：
19
通讯作者：
Zhang, Q. M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Sheng;Liu, Yang;Cebeci, Huelya;de Villoria, Roberto Guzman;Lin, Jun-Hong;Wardle, Brian L.;Zhang, Q. M.
近年来在制备体积分数为10%的可控形态垂直排列碳纳米管（VA-CNTs）方面取得的进展为显著提高离子聚合物导体网络复合材料（IPCNC）致动器的机电性能创造了独特的机会。通过VA-CNT间通道的连续路径允许快速离子传输，并且复合电极中对齐的CNT的高导电性导致快速的装置致动速度（>10%应变/秒）。开发先进致动器材料的一个关键问题是如何抑制对致动没有贡献的应变（不需要的应变），从而降低致动效率。在这里，我们的实验表明，VA-CNT在复合电极中产生各向异性弹性响应，这抑制了不需要的应变并显著增强了致动应变（在4伏下>8%的应变）。本文报道的结果表明，使用超高体积分数的VA-CNT优化IPCNC中的电极形态以进一步提高性能的途径。
Recent advances in fabricating controlled-morphology vertically aligned carbon nanotubes (VA-CNTs) with ultrahigh volume fraction create unique opportunities for markedly improving the electromechanical performance of ionic polymer conductor network composite (IPCNC) actuators. Continuous paths through inter-VA-CNT channels allow fast ion transport, and high electrical conduction of the aligned CNTs in the composite electrodes lead to fast device actuation speed (>10% strain/second). One critical issue in developing advanced actuator materials is how to suppress the strain that does not contribute to the actuation (unwanted strain) thereby reducing actuation efficiency. Here our experiments demonstrate that the VA-CNTs give an anisotropic elastic response in the composite electrodes, which suppresses the unwanted strain and markedly enhances the actuation strain (>8% strain under 4 volts). The results reported here suggest pathways for optimizing the electrode morphology in IPCNCs using ultra-high volume fraction VA-CNTs to further enhanced performance.
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