化材學(xué)院林業(yè)工程學(xué)科傅深淵教授領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)以“Spatially modulus-patterned dielectric elastomer actuators with oriented electroactuation”為題于2022年6月21日發(fā)表在工程技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際期刊《Chemical Engineering Journal》上(中科院1區(qū),IF=16.744)。第一作者為本校青年教師肖友華、碩士生宋元龍以及合作者曹許諾(浙江大學(xué)在讀博士生),指導(dǎo)老師為浙江農(nóng)林大學(xué)傅深淵教授、浙江大學(xué)羅英武教授和李鐵風(fēng)教授。

介電彈性體(DE)在外電場(chǎng)作用下具有毫秒級(jí)響應(yīng),高能量密度和大的驅(qū)動(dòng)應(yīng)變等優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為新一代的人工肌肉,已被廣泛用于制備柔性驅(qū)動(dòng)器和軟體機(jī)器人。DE材料力學(xué)各向異性模量差異小、熱穩(wěn)定性差和較難實(shí)現(xiàn)局部可控的定向驅(qū)動(dòng)變形等挑戰(zhàn),傅深淵教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)自由基共聚合將含有不飽和雙鍵的植物油基單體引入到熱固性DE薄膜中,利用巰基-烯的點(diǎn)擊反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了熱固性DE薄膜的進(jìn)一步可控紫外光交聯(lián)。紫外光交聯(lián)后薄膜的初始模量可提高10倍以上(由0.28 MPa提升至3.00 MPa);同時(shí)可通過(guò)圖案化的紫外光照射實(shí)現(xiàn)DE薄膜模量的圖案化設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)DE驅(qū)動(dòng)器的可控驅(qū)動(dòng)變形。通過(guò)對(duì)DE薄膜模量的圖案化設(shè)計(jì),有望實(shí)現(xiàn)制備具有復(fù)雜變形功能的柔性驅(qū)動(dòng)器,對(duì)于制備高性能的軟體機(jī)器人具有重要的意義。

