In silico optimization of aligned fiber electrodes for dielectric elastomer actuators

生物信息学 弹性体 电极 电介质 材料科学 介电弹性体 纤维 复合材料 执行机构 计算机科学 生物医学工程 化学 光电子学 医学 人工智能 物理化学 生物化学 基因
作者
Mohammadreza Firoozan,Majid Baniassadi,Mostafa Baghani,Alex Chortos
出处
期刊:Scientific Reports [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:5
标识
DOI:10.1038/s41598-024-54931-y
摘要

Abstract Dielectric elastomer actuators (DEAs) exhibit fast actuation and high efficiencies, enabling applications in optics, wearable haptics, and insect-scale robotics. However, the non-uniformity and high sheet resistance of traditional soft electrodes based on nanomaterials limit the performance and operating frequency of the devices. In this work, we computationally investigate electrodes composed of arrays of stiff fiber electrodes. Aligning the fibers along one direction creates an electrode layer that exhibits zero stiffness in one direction and is predicted to possess high and uniform sheet resistance. A comprehensive parameter study of the fiber density and dielectric thickness reveals that the fiber density primary determines the electric field localization while the dielectric thickness primarily determines the unit cell stiffness. These trends identify an optimal condition for the actuation performance of the aligned electrode DEAs. This work demonstrates that deterministically designed electrodes composed of stiff materials could provide a new paradigm with the potential to surpass the performance of traditional soft planar electrodes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
不喝可乐完成签到,获得积分10
1秒前
华仔应助饱满泥猴桃采纳,获得10
2秒前
Orange应助小姜采纳,获得10
3秒前
王烨发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI2S应助小雯采纳,获得10
4秒前
情怀应助活泼学生采纳,获得10
4秒前
大虫子关注了科研通微信公众号
4秒前
owoow完成签到,获得积分20
4秒前
多年以后发布了新的文献求助10
4秒前
潇洒一曲完成签到,获得积分10
5秒前
qqq发布了新的文献求助10
6秒前
蔫清发布了新的文献求助10
6秒前
owoow发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
蔫清完成签到,获得积分10
11秒前
万能图书馆应助cq220采纳,获得10
11秒前
凹凸先森应助生动元芹采纳,获得20
11秒前
12秒前
qianmo发布了新的文献求助10
12秒前
灵巧的碧蓉完成签到 ,获得积分10
12秒前
Hello应助YC采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
简简单单完成签到,获得积分10
17秒前
灌灌灌灌v发布了新的文献求助10
18秒前
Specification应助yesss采纳,获得200
19秒前
学术通zzz应助小雯采纳,获得10
19秒前
muzixin发布了新的文献求助10
19秒前
打打应助qian采纳,获得10
20秒前
小姜发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
是一整个圆完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 500
Spatial Political Economy: Uneven Development and the Production of Nature in Chile 400
Research on managing groups and teams 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3330025
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2959638
关于积分的说明 8596158
捐赠科研通 2637996
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1444096
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 668934
邀请新用户注册赠送积分活动 656517