Contraction of Water-Swollen Polymer Gels by Electric Stimulus and Its Application to Mechanochemical Devices.

电刺激水溶胀聚合物凝胶的收缩及其在机械化学装置中的应用。

基本信息

  • 批准号:
    60470099
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1985
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1985 至 1986
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The model of electrically activated artificial muscle system which contracts and dilates reversibly by electric stimulus under isothermal condition was developed. When the electricity was tured on, the polymer gel started to shrink readly releasing water droplet on after another. The minimum value of electric field to induce contraction of the gel was 1-2 V/cm and the rate of water release increased with increasing electric field imposed.Mechanochemical system capable of lifting a load up and down automatically and repeatedly is the simplest application of electro-shrinkable gels. The most interesting feature was that the rate of contraction of the gel increased load. Thus, a weight of 22g was lifted 6 times faster than one of 5.5g. The efficiency of the work done by the gel with 22g load was 24 times lager than that with a 5.5g load. This anomalous lifting behavior of the gels can be explained in terms of a spontaneous ionization of ionizable groups leading to an increased electric current when the gel is stretched (reverse mechanochemical reaction).We found that matal/polymer gel/metal structure sandwiched between two platinumwire electrodes, has a function switching on and off reversibly. There existed a "threshold value of potential. Below this value (in this experiment about 3 V/cm or below) practically no oscillation was appeared even by prolonged experiment. Above the threshold potential and after inductive period the undamped oscillations were appeared in every closslinked water-swollen polymeric gels provide they possesses ionized moieties.
在等热条件下,通过电刺激可逆地收缩和扩张的电动人工肌肉系统的模型。当电力捕捉电力时,聚合物凝胶开始在另一个后重新释放出水滴。电场引起凝胶收缩的最小值为1-2 v/cm,随着电场的增加,水的释放速率增加。能够自动和反复上下负载的机械化学系统是可自动脱离的凝胶的最简单应用。最有趣的特征是凝胶收缩率增加了负载。因此,重量为22g的重量比5.5克的重量快6倍。用22g负载凝胶完成的工作效率是啤酒的24倍,其负载量为5.5g。凝胶的这种异常举重行为可以用自发电离的电离基团的自发电离,从而导致凝胶拉伸时导致电流增加(反向机械化学反应)。我们发现Matal/聚合物凝胶/金属结构在两个铂金电网电极之间夹在两个Platinumwire Electrodes之间,并在功能上开关均匀恢复。存在“电势的阈值”。在此值以下(在该实验中,大约3 v/cm或以下)实际上也没有振荡也没有通过延长实验出现。高于阈值的潜在阈值,在电感期之后,在每个连锁链接的水上旋转的聚合物凝胶中都出现了未加压的振荡。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
長田義仁: 生物物理. 26No.2. 35-38 (1986)
永田义仁:《生物物理学》26No.2(1986)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Osada: "Mechanochemical System" Biophysics. 26 No. 2. 35-38 (1986)
Y. Osada:“机械化学系统”生物物理学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Osada: Springer (Heidelberg). Advances in Polymer 82 Conversion of Chemical into Mechanical Energy by Synthetic Polymers (Mechanochemical System), (1987)
Y. Osada:施普林格(海德堡)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
長田義仁: 日本の科学と技術. 27No.240. 54-58 (1986)
永田义仁:《日本科学技术》27No.240(1986)。
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