导电树脂改性IPMC并联驱动：仿真与实验验证

IPMC（离子聚合物金属复合材料）是一种电致动的智能材料，因其低刚性、过大的非预期输出位移、较小的致动力以及承受电压较低等特点，在实际应用中存在局限性。针对这些缺点，本文提出了一种创新方法，即通过导电树脂将多片IPMC黏合形成多层(n-IPMCs)结构，以提升其性能。研究人员采用有限元方法建立了单片IPMC和双层并联微驱动器(2-IPMCs)的仿真模型，通过仿真预测了改性后的IPMCs的输出特性。这一技术的关键在于利用导电树脂粘结技术，能够有效地增强材料间的连接和整体性能。 通过建立和验证这些模型，研究者发现双层2-IPMCs相比于单片IPMC在多个关键指标上有所改进。首先，输出力显著增强，这使得驱动器的效能得到了提升。其次，输出位移控制更为精确，提高了系统的响应精度。此外，刚度的增加意味着材料在负载下的稳定性得到增强，能够更好地承受外部应力。更重要的是，2-IPMCs的最大承受电压有了显著提高，这意味着其工作范围得以拓宽。性能的持续性和保水性也是改性后的重要优势，这有助于延长材料的使用寿命，并保持良好的工作状态。 这项研究不仅验证了导电树脂粘结技术的有效性，还为电致动高分子智能材料的设计和优化提供了新的思路。通过结合有限元仿真和实验测试，科研人员对IPMC的并联驱动系统有了深入的理解，为进一步开发高性能的智能驱动器奠定了基础。该成果对于推进智能材料在机器人学、微电子设备等领域中的应用具有重要意义，展示了科技在提升材料性能和功能方面的巨大潜力。