梁永日教授课题组关于“热塑性介电弹性体材料的结构与介电、机电性能关系研究”新进展获业界广泛关注

日前,材料科学与工程学院梁永日教授课题组在“热塑性介电弹性体材料的结构与介电、机电性能关系研究”上的新进展,获业界广泛关注,被高分子科技公众号中国聚合物网推送。相关的论文发表在Macromolecules (Macromolecules,2018,Publication Date (Web): August 13, 2018;SCI 一区, IF=5.915), Polymer (Polymer,2017,132,180-187, SCI 二区,IF=3.684), 和RSC Advances (RSC Advances. 2017, 7, 55610-55619;SCI二区,IF=3.108)。该工作的第一编辑为北京石油化工学院硕士生项东,通讯编辑为梁永日教授,合编辑为北京化工大学刘力教授。

梁永日课题组最近开展了热塑性介电弹性体的基础研究工作。介电弹性体(Dielectric elastomer, DE)材料是近年来学术界和工业界备受关注的一种电子型电活性聚合物材料,具有变形大、能量密度大、响应速度快等优点。因此,介电弹性体材料被认为是最有前景的“人造肌肉”材料,在软体机器人、可穿戴智能设备、智能假肢、盲文显示、触觉传感器、智能医疗机械、微流控装置、航空航天、光学器件以及能量收集等领域中具有广泛的应用前景。热塑性介电弹性体是一种具有微纳多相结构的新型介电弹性体材料,与传统的介电弹性体相比具有更高的驱动应力、结构调控性、加工性和优异的物理性能。由于热塑性介电弹性体具有优良的热塑性,该材料可利用3D打印技术进行器件制造,在微流控、人工柔性骨骼肌、仿生柔性机器人等领域具有广阔的应用前景。然而,热塑性介电弹性体的复杂多相结构与介电、机电性能关系的缺乏理解,其严重地制约了介电弹性体材料制备与应用发展。

为了解决该问题,梁永日教授团队通过化学结构设计制备了一系类聚氨酯弹性体材料,并利用同步辐射SAXS和WAXS、粘弹性AFM及FTIR方法表征了该材料的多尺度、多相结构,研究了在外电场、力场下多相结构的介电和力学响应性,进而解析了热塑性介电弹性体的复杂结构与介电性能、机电性能关系,提出了新的机理。该研究成果对热塑性介电弹性体材料的制备及应用提供了新的思路。

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中国聚合物网:

http://www.polymer.cn/sci/kjxw14507.html 

 

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.8b01171

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0032386117310480

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ra/c7ra11309a#!divAbstract

https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-017-1170-y

(材料科学与工程学院)

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