A soft sandwich structure enables voltage-induced actuation of liquid metal embedded elastomers
A soft sandwich structure enables voltage-induced actuation of liquid metal embedded elastomers
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柔软的夹层结构能够通过电压感应驱动液态金属嵌入的弹性体
DOI：
10.1063/1.5129352
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发表时间：
2020-01
期刊：
影响因子：
1.6
通讯作者：
Jinxiong Zhou
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yin Wang;Geng Sun;Juancheng Yang;Ling Zhang;Jinxiong Zhou
将液态金属液滴分散在柔软的弹性体基体中，得到一种复合材料，称为液态金属嵌入弹性体（LIPE），其刚度较小，但相对介电常数明显增加。通过弹性体复合材料的厚度直接拉伸和施加电压，由于在预拉伸期间形成的导电通路，其容易失去绝缘体。在这里，我们描述了一个非常简单的夹层结构，使机电致动的锂离子电池。它由两个非常高的粘合带作为皮肤和一层作为芯层的树脂层组成，使三明治全部聚合，因此可拉伸。系统地测量了由Ecoflex和Galinstan在不同质量比下制成的铝合金的机电性能。对于由夹层结构制成的典型圆形致动，实现了90%的面积致动应变。我们的努力为LIPE的各种应用铺平了道路。
Dispersing liquid metal droplets in a soft elastomer matrix yields a composite, called liquid metal embedded elastomer (LMEE), with less modified stiffness but noticeably increased relative permittivity. Stretching and applying voltage through the thickness of the elastomer composite directly, it is vulnerable to the loss of being an insulator due to the conductive pathway formed during prestretching. Here, we describe a very simple sandwich structure that enables electromechanical actuation of LMEE. It consists of two very high bonding tapes as skins and a layer of LMEE as the core, making the sandwich all polymeric and thus stretchable. The electromechanical performance of a LMEE made of Ecoflex and Galinstan at various mass ratios was systematically measured. For a typical circular actuation made of the sandwich structure, a 90% areal actuation strain was achieved. Our efforts pave the way for various applications of LMEE.
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