碳纳米笼掺杂的多孔IPMC驱动器的电致性能研究

摘要

传统Nafion基离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种低电压驱动、高柔性变形的驱动器，但受其内部结构和材料特性的限制，存在含水率低且不稳定、驱动力弱等缺点。针对这些问题，研究在基膜中增加微型孔通道及掺杂高导电性颗粒来改善其致动性能。通过微粒浸析法制成多孔Nafion基膜，并掺杂碳纳米笼(CNC)制备了一种增强型的银电极IPMC驱动器，极大提高了IPMC的含水率，改善了其导电性能和离子迁移速率，从而提升了驱动性能。相较于纯Nafion基IPMC,多孔结构IPMC的含水率提升了161%～235%。掺杂质量分数比0.5%CNC的多孔IPMC最大输出力比纯Nafion基IPMC提升了117%,达12.67 mN;同时，最大尖端位移提升了139%,达17.80 mm。

关键词

离子聚合物-金属复合材料 / 多孔Nafion膜 / 碳纳米笼 / 电致动性能