One-volt-driven superfast polymer actuators based on single-ion conductors

执行机构 耐久性 材料科学 导电体 纳米技术 电活性聚合物 人工肌肉 电压 离子 电导率 机械工程 计算机科学 电气工程 复合材料 化学 工程类 物理化学 有机化学
作者
Onnuri Kim,Hoon Kim,U Hyeok Choi,Moon Jeong Park
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:7 (1) 被引量:143
标识
DOI:10.1038/ncomms13576
摘要

The key challenges in the advancement of actuator technologies related to artificial muscles include fast-response time, low operation voltages and durability. Although several researchers have tackled these challenges over the last few decades, no breakthrough has been made. Here we describe a platform for the development of soft actuators that moves a few millimetres under 1 V in air, with a superfast response time of tens of milliseconds. An essential component of this actuator is the single-ion-conducting polymers that contain well-defined ionic domains through the introduction of zwitterions; this achieved an exceptionally high dielectric constant of 76 and a 300-fold enhancement in ionic conductivity. Moreover, the actuator demonstrated long-term durability, with negligible changes in the actuator stroke over 20,000 cycles in air. Owing to its low-power consumption (only 4 mW), we believe that this actuator could pave the way for cutting-edge biomimetic technologies in the future.

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