A processable, high-performance dielectric elastomer and multilayering process

材料科学 弹性体 介电弹性体 电介质 复合材料 硅酮 电容器 堆积 执行机构 光电子学 计算机科学 电气工程 电压 物理 核磁共振 人工智能 工程类
作者
Ye Shi,Erin Askounis,Roshan Plamthottam,Tom Libby,Zihang Peng,Kareem Youssef,Jun‐Hong Pu,Ron Pelrine,Qibing Pei
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:377 (6602): 228-232 被引量:172
标识
DOI:10.1126/science.abn0099
摘要

Dielectric elastomers (DEs) can act as deformable capacitors that generate mechanical work in response to an electric field. DEs are often based on commercial acrylic and silicone elastomers. Acrylics require prestretching to achieve high actuation strains and lack processing flexibility. Silicones allow for processability and rapid response but produce much lower strains. In this work, a processable, high-performance dielectric elastomer (PHDE) with a bimodal network structure is synthesized, and its electromechanical properties are tailored by adjusting cross-linkers and hydrogen bonding within the elastomer network. The PHDE exhibits a maximum areal strain of 190% and maintains strains higher than 110% at 2 hertz without prestretching. A dry stacking process with high efficiency, scalability, and yield enables multilayer actuators that maintain the high actuation performance of single-layer films.
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