江苏大学官网 | ENGLISH
国际交流
GUO JI JIAO LIU
 
当前位置: 首页 >> 国际交流 >> 交流动态 >> 正文
 
国际交流
交流动态 >
国际会议 >
留学生教育 >
 
 
 
交流动态
Adv. Funct. Mater发表胡兴好博士电热驱动人工肌肉研究成果
发布日期:2022-05-11   浏览次数:

  人工肌肉柔性驱动器可将外界刺激转化为机械运动,在柔性外骨骼、假肢、软体机器人等领域具有重要应用。利用碳纳米管纤维构筑的螺旋卷绕型纱线具有质轻、电导、热导性能好等优点,常被用于制作人工肌肉。其中,直接通电驱动操作方便,结构简单。然而电热驱动型纱线常伴随着降温慢、频率性能差等缺点,限制了其实际使用。

近期,江苏大学智能柔性机械电子研究院胡兴好博士与美国德克萨斯州立大学达拉斯分校雷伊·鲍曼院士课题组合作,提出了一种新型鞘-芯电热驱动人工肌肉(图1),具体利用高机械强度有机纤维作芯,复合硅胶的碳纳米管作鞘。在高频驱动过程中,由于鞘、芯材料的导热系数不同,使得纤维与空气的热交换主要发生在鞘层(图2)。因此,该鞘-芯人工肌肉大大缩短了其降温过程,实现高频驱动。相关工作以“Fast Large-stroke sheath-driven electrothermal artificial muscles with high power densities为题发表在《AdvancedFunctional Materials,论文第一作者及通讯作者为江苏大学胡兴好博士,共同通讯作者为雷伊·鲍曼院士。

该研究成果已授权中国发明专利(专利号:201910576614.7)。该项工作得到国家自然科学基金(52105057)、国家博士后基金(2021M691307)和江苏省科技计划(BK20200916)的资助。


1-芯电热驱动碳纳米管纤维人工肌肉制作示意图

 

2 -芯电热驱动人工肌肉的输出性能与降温模拟

 

3 利用鞘-芯电热人工肌肉制作的爬行机器人

该工作是团队近期关于碳纳米管纤维人工肌肉的最新进展之一。在过去的一年中,团队通过聚电解质功能化的策略,实现人工肌肉智能材料的“双极”驱动转变为单极驱动,同时发现了人工肌肉随电容降低,驱动性能增强的反常现象(Science 371, 494–498 (2021)),这一重要突破解决了人工肌肉驱动性能的电容依赖性问题,为后续设计具有无毒、低驱动电压的高性能驱动器提供新的理论基础。

 

文章链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202200591 

 

 

 
相关链接 : 教育部  国家知识产权局  国家自然科学基金委  江苏省教育厅  江苏省科技厅
镇江市科技局  中科院分区在线平台  江苏大学首页  江苏大学科技处  信息公告
 
 
版权所有:江苏大学机械工程学院
学院地址:江苏省镇江市京口区学府路301号  邮编:212013
机械学院公众号