Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
(а) Мультяшный рисунок захватного устройства EAP.
(b) При подаче напряжения пальцы EAP деформируются, чтобы освободить мяч.
(c) Когда напряжение снимается, пальцы EAP возвращаются к своей исходной форме и захватывают мяч.

Электроактивные полимеры или EAP - это полимеры, которые изменяют размер или форму под действием электрического поля . Чаще всего этот тип материала применяется в исполнительных механизмах [1] и датчиках . [2] [3] Типичным характерным свойством EAP является то, что они будут подвергаться большой деформации, выдерживая большие силы .

Большинство исторических приводов изготовлено из керамических пьезоэлектрических материалов. Хотя эти материалы способны выдерживать большие нагрузки, они обычно деформируются лишь на долю процента. В конце 1990-х было продемонстрировано, что некоторые EAP могут демонстрировать деформацию до 380% , что намного больше, чем у любого керамического привода. [1] Одно из наиболее распространенных приложений EAP - это робототехника при разработке искусственных мышц; таким образом, электроактивный полимер часто называют искусственной мышцей .

История [ править ]

Область EAP возникла еще в 1880 году, когда Вильгельм Рентген разработал эксперимент, в котором он проверил влияние электростатического поля на механические свойства полосы из натурального каучука. [4] Резиновая полоса была закреплена одним концом, а другим - прикреплена к грузу . Затем на резину распыляли электрические заряды, и было замечено, что длина изменилась. В 1925 году был открыт первый пьезоэлектрический полимер ( электрет ). Электрет был сформирован путем объединения карнаубского воска , канифоли и пчелиного воска с последующим охлаждением раствора, когда он подвергается действию электрического смещения постоянного тока.. Затем смесь затвердеет в полимерный материал, проявляющий пьезоэлектрический эффект .

Полимеры, которые реагируют на условия окружающей среды, отличные от приложенного электрического тока , также были важной частью этой области исследований. В 1949 г. Качальский и др. продемонстрировали, что когда коллагеновые нити погружаются в растворы кислоты или щелочи , они реагируют изменением объема . [5] Коллагеновые нити расширяются в кислотном растворе и сжимаются в щелочном растворе. Хотя другие раздражители (например, pH) были исследованы, из-за их простоты и практичности большинство исследований было посвящено разработке полимеров, которые реагируют на электрические стимулы, чтобы имитировать биологические системы.

Следующий крупный прорыв в EAP произошел в конце 1960-х годов. В 1969 году Каваи продемонстрировал, что поливинилиденфторид (ПВДФ) проявляет большой пьезоэлектрический эффект. [5] Это вызвало интерес исследователей к разработке других полимерных систем, которые показали бы аналогичный эффект. В 1977 году Хидеки Ширакава и др. Открыли первые электропроводящие полимеры . [6] Сиракава вместе с Аланом МакДиармидом и Аланом Хигером продемонстрировали, что полиацетилен является электропроводным, и что, допируя его парами йода , они могут улучшить его проводимость. на 8 порядков. Таким образом, проводимость была близка к проводимости металла. К концу 1980-х годов было показано, что ряд других полимеров проявляют пьезоэлектрический эффект или обладают проводимостью.

В начале 1990-х годов были разработаны ионные композиты полимер-металл (IPMC), и было показано, что они демонстрируют электроактивные свойства, намного превосходящие предыдущие EAP. Основным преимуществом IPMC было то, что они могли демонстрировать активацию (деформацию) при напряжении от 1 до 2 вольт . [5] Это на порядки меньше, чем у любого предыдущего EAP. Мало того, что энергия активации этих материалов была намного ниже, они также могли подвергаться гораздо большим деформациям. Было показано, что IPMC демонстрируют деформацию до 380%, что на порядки больше, чем ранее разработанные EAP. [1]

В 1999 году Йосеф Бар-Коэн предложил провести матч по армрестлингу роботизированной руки EAP против Human Challenge. [5] Это была задача, в которой исследовательские группы по всему миру соревновались в разработке роботизированной руки, состоящей из мышц EAP, которая могла бы победить человека в матче по армрестлингу . Первый вызов был проведен на конференции «Электроактивные полимерные приводы и устройства» в 2005 году. [5] Еще одной важной вехой в этой области является то, что первое коммерчески разработанное устройство, включающее EAP в качестве искусственной мышцы, было произведено в 2002 году компанией Eamex в Японии. [1]Это устройство было рыбой, которая могла плавать сама по себе, двигая хвостом с помощью мышцы EAP. Но прогресс в практической разработке не был удовлетворительным. [7]

Исследования, финансируемые DARPA в 1990-х годах в SRI International и возглавляемые Роном Пелрином, разработали электроактивный полимер с использованием силикона и акриловых полимеров; эта технология была выделена в компанию Artificial Muscle в 2003 году, а промышленное производство началось в 2008 году. [8] В 2010 году Artificial Muscle стала дочерней компанией Bayer MaterialScience . [9]

Типы [ править ]

EAP может иметь несколько конфигураций, но обычно делятся на два основных класса: диэлектрические и ионные.

Диэлектрик [ править ]

Диэлектрические EAP - это материалы, срабатывание которых вызывается электростатическими силами между двумя электродами, которые сжимают полимер. Диэлектрические эластомеры способны к очень высоким деформациям и, по сути, представляют собой конденсатор, который изменяет свою емкость при приложении напряжения, позволяя полимеру сжиматься по толщине и расширяться по площади под действием электрического поля. Этот тип EAP , как правило , требует большого напряжения приведения в действие для получения высоких электрических полей ( от сотен до тысяч вольт ), но очень низкую электрическую мощность потребления. Диэлектрические EAP не требуют питания для удержания привода в заданном положении. Примерами являются электрострикционные полимеры и диэлектрические эластомеры.

Сегнетоэлектрические полимеры [ править ]

Сегнетоэлектрические полимеры представляют собой группу кристаллических полярных полимеров, которые также являются сегнетоэлектрическими , что означает, что они поддерживают постоянную электрическую поляризацию, которую можно обратить или переключить во внешнем электрическом поле . [10] [11] Сегнетоэлектрические полимеры, такие как поливинилиденфторид (PVDF), используются в акустических преобразователях и электромеханических приводах из-за их собственного пьезоэлектрического отклика, а также в качестве тепловых датчиков из-за присущего им пироэлектрического отклика. [12]

Рисунок 1: Структура поливинилиденфторида

Электрострикционные привитые полимеры [ править ]

Рисунок 2: Рисунок электрострикционного привитого полимера.

Электрострикционные привитые полимеры состоят из гибких основных цепей с разветвленными боковыми цепями. Боковые цепи на соседних полимерах основной цепи сшиваются и образуют кристаллические единицы. Кристаллические единицы основной цепи и боковой цепи могут затем образовывать поляризованные мономеры, которые содержат атомы с частичными зарядами и генерируют дипольные моменты, как показано на рисунке 2. [13] При приложении электрического поля к каждому частичному заряду прикладывается сила, вызывающая вращение. всей полимерной единицы. Это вращение вызывает электрострикционную деформацию и деформацию полимера.

Жидкокристаллические полимеры [ править ]

Жидкокристаллические полимеры с основной цепью имеют мезогенные группы, связанные друг с другом гибким спейсером. Мезогены в основной цепи образуют структуру мезофазы, заставляя сам полимер принимать конформацию, совместимую со структурой мезофазы. Прямое соединение жидкокристаллического порядка с конформацией полимера дало жидкокристаллическим эластомерам основной цепи большой интерес. [14] Синтез высокоориентированных эластомеров приводит к большому тепловому срабатыванию деформации вдоль направления полимерной цепи с колебаниями температуры, что приводит к уникальным механическим свойствам и потенциальным применениям в качестве механических приводов.

Ионный [ править ]

  • Ионные EAP, в которых срабатывание вызвано смещением ионов внутри полимера. Для срабатывания требуется всего несколько вольт, но ионный поток подразумевает более высокую электрическую мощность, необходимую для срабатывания, и энергия необходима для удержания исполнительного механизма в заданном положении. Примерами ионных EAPS являются проводящие полимеры , ионные композиты полимер-металл (IPMC) и чувствительные гели. Еще одним примером является гелевый актуатор Баки, который представляет собой поддерживаемый полимером слой полиэлектролитного материала, состоящий из ионной жидкости, зажатой между двумя электродными слоями, состоящими из геля ионной жидкости, содержащего одностенные углеродные нанотрубки . [15]Название происходит из-за схожести геля с бумагой, которую можно изготавливать путем фильтрации углеродных нанотрубок, так называемой Buckypaper . [16]

Электрореологическая жидкость [ править ]

Основная статья: Электрореологическая жидкость
Рисунок 3: Катионы в ионном композите полимер-металл ориентированы случайным образом в отсутствие электрического поля. После приложения поля катионы собираются на стороне полимера, контактирующей с анодом, вызывая изгиб полимера.

Электрореологические жидкости изменяют вязкость раствора под действием электрического поля. Жидкость представляет собой суспензию полимеров в жидкости с низкой диэлектрической проницаемостью. [17] При приложении большого электрического поля вязкость суспензии увеличивается. Потенциальные области применения этих жидкостей включают амортизаторы, опоры двигателя и акустические амортизаторы. [17]

Ионный полимерно-металлический композит [ править ]

Основная статья: Ионный полимер-металлический композит

Ионные композиты полимер-металл состоят из тонкой иономерной мембраны с электродами из благородных металлов, нанесенными на ее поверхность. В нем также есть катионы, которые уравновешивают заряд анионов, прикрепленных к основной цепи полимера. [18] Это очень активные приводы, которые демонстрируют очень высокую деформацию при низком приложенном напряжении и имеют низкое сопротивление. Композиты ионный полимер-металл работают за счет электростатического притяжения между катионными противоионами и катодом приложенного электрического поля, схематическое изображение показано на рисунке 3. Эти типы полимеров наиболее перспективны для биомиметических применений, поскольку коллагеновые волокна по существу являются состоит из природных заряженных ионных полимеров. [19] Нафион и Флемион - обычно используемые ионные полимерные металлические композиты. [20]

Гели, реагирующие на раздражение [ править ]

Гели, реагирующие на раздражение (гидрогели, когда агент набухания представляет собой водный раствор), представляют собой особый вид набухающих полимерных сеток с поведением объемного фазового перехода. Эти материалы обратимо изменяют свой объем, оптические, механические и другие свойства за счет очень небольших изменений определенных физических (например, электрического поля, света, температуры) или химических (концентрации) стимулов. [21] Изменение объема этих материалов происходит за счет набухания / усадки и основано на диффузии. Гели обеспечивают наибольшее изменение объема твердотельных материалов. [22]В сочетании с превосходной совместимостью с технологиями микропроизводства гидрогели, особенно чувствительные к стимулам, вызывают все больший интерес для микросистем с датчиками и исполнительными механизмами. Текущие области исследований и применения - это химические сенсорные системы, микрофлюидика и мультимодальные системы визуализации.

Сравнение диэлектрических и ионных EAP [ править ]

Диэлектрические полимеры способны удерживать индуцированное смещение при активации постоянным напряжением. [23] Это позволяет рассматривать диэлектрические полимеры для использования в робототехнике. Эти типы материалов также обладают высокой плотностью механической энергии и могут работать на воздухе без значительного снижения производительности. Однако диэлектрические полимеры требуют очень высоких полей активации (> 10 В / мкм), близких к уровню пробоя.

С другой стороны, для активации ионных полимеров требуется всего 1-2 вольта. Однако они должны сохранять влажность, хотя некоторые полимеры были разработаны как автономные инкапсулированные активаторы, что позволяет использовать их в сухой среде. [19] Ионные полимеры также имеют низкую электромеханическую связь. Однако они идеально подходят для биомиметических устройств.

Характеристика [ править ]

Хотя существует множество различных способов охарактеризовать электроактивные полимеры, здесь будут рассмотрены только три: кривая напряжения-деформации, динамический механический термический анализ и диэлектрический термический анализ.

Кривая напряжения – деформации [ править ]

Основная статья: Кривая напряжение – деформация
Рисунок 4: Ненапряженный полимер самопроизвольно образует складчатую структуру, при приложении напряжения полимер восстанавливает свою первоначальную длину.

Кривые напряжения и деформации предоставляют информацию о механических свойствах полимера, таких как хрупкость, эластичность и предел текучести полимера. Это достигается путем приложения силы к полимеру с постоянной скоростью и измерения возникающей деформации. [24] Пример этой деформации показан на рисунке 4. Этот метод полезен для определения типа материала (хрупкий, вязкий и т. Д.), Но это разрушающий метод, так как напряжение увеличивается до тех пор, пока полимер не расколется.

Динамический механический термический анализ (DMTA) [ править ]

Основная статья: Динамический механический анализ

Оба динамических механических анализа - это неразрушающий метод, который полезен для понимания механизма деформации на молекулярном уровне. В DMTA к полимеру прикладывается синусоидальное напряжение, и на основе деформации полимера получают модуль упругости и характеристики демпфирования (при условии, что полимер представляет собой затухающий гармонический осциллятор ). [24]Эластичные материалы принимают механическую энергию напряжения и преобразуют ее в потенциальную энергию, которая впоследствии может быть восстановлена. Идеальная пружина будет использовать всю потенциальную энергию для восстановления своей первоначальной формы (без демпфирования), в то время как жидкость будет использовать всю потенциальную энергию, чтобы течь, никогда не возвращаясь в свое исходное положение или форму (высокое демпфирование). Вязкоэластичный полимер будет демонстрировать комбинацию обоих типов поведения. [24]

Диэлектрический термический анализ (DETA) [ править ]

Основная статья: Диэлектрический термический анализ

ДЭТА похож на ДМТА, но вместо переменной механической силы применяется переменное электрическое поле. Приложенное поле может привести к поляризации образца, и если полимер содержит группы с постоянными диполями (как на рисунке 2), они будут выравниваться с электрическим полем. [24] диэлектрическая проницаемость может быть измерена по изменению амплитуды и разложить на диэлектрические потери и хранения компоненты. Поле электрического смещения также можно измерить, следя за током. [24] Как только поле будет удалено, диполи вернутся в случайную ориентацию.

Приложения [ править ]

Рисунок 5: Мультяшный рисунок руки, управляемой EAP. При приложении напряжения (синие мышцы) полимер расширяется. Когда напряжение снимается (красные мышцы), полимер возвращается в исходное состояние.

Материалы EAP могут быть легко изготовлены в различных формах из-за простоты обработки многих полимерных материалов, что делает их очень универсальными материалами. Одно из возможных применений EAP заключается в том, что они потенциально могут быть интегрированы в микроэлектромеханические системы (MEMS) для производства интеллектуальных приводов.

Искусственные мышцы [ править ]

В качестве наиболее перспективного направления практических исследований ЭАП используются в искусственных мышцах . [25] Их способность имитировать работу биологических мышц с высокой прочностью на излом , большой деформацией срабатывания и внутренним демпфированием вибрации привлекает внимание ученых в этой области. [5]

Тактильные дисплеи [ править ]

В последние годы появились «электроактивные полимеры для обновляемых дисплеев Брайля » [26] , которые помогают слабовидящим людям быстро читать и общаться с помощью компьютера. Эта концепция основана на использовании привода EAP, сконфигурированного в виде массива. Ряды электродов на одной стороне пленки EAP и столбцы на другой активируют отдельные элементы в массиве. Каждый элемент закреплен с помощью точки Брайля и опускается путем приложения напряжения по толщине выбранного элемента, вызывая локальное уменьшение толщины. Под управлением компьютера точки будут активированы для создания тактильных паттернов максимумов и минимумов, представляющих информацию, которую нужно прочитать.

Рис. 6. Тактильный дисплей с высоким разрешением, состоящий из 4320 (60x72) пикселей исполнительного механизма на основе гидрогелей, реагирующих на стимулы. Плотность интеграции устройства составляет 297 компонентов на см². Этот дисплей дает визуальное (монохромное) и физическое (контуры, рельеф, текстуры, мягкость) впечатление от виртуальной поверхности.

Визуальные и тактильные впечатления от виртуальной поверхности отображаются на тактильном дисплее высокого разрешения, так называемой «искусственной коже» (рис.6). [27] Эти монолитные устройства состоят из множества тысяч мультимодальных модуляторов (исполнительных пикселей), основанных на гидрогелях, реагирующих на стимулы. Каждый модулятор может индивидуально изменять свою передачу, высоту и мягкость. Помимо возможности использования в качестве графических дисплеев для слабовидящих, такие дисплеи интересны как свободно программируемые клавиши тачпадов и консолей.

Микрофлюидика [ править ]

Материалы EAP обладают огромным потенциалом для микрофлюидики, например, в качестве систем доставки лекарств , микрофлюидных устройств и лаборатории на кристалле . Первая технология микрожидкостной платформы, о которой сообщается в литературе, основана на гелях, реагирующих на раздражители. Чтобы избежать электролиза воды, микрожидкостные устройства на основе гидрогеля в основном основаны на термочувствительных полимерах с более низкими характеристиками критической температуры раствора (НКТР), которые контролируются электротермической границей раздела. Известны два типа микронасосов: диффузионный микронасос и поршневой микронасос. [28] Микроклапаны на основе гидрогелей, реагирующих на раздражители, демонстрируют некоторые полезные свойства, такие как устойчивость к частицам, отсутствие утечек и превосходное сопротивление давлению. [29][30] [31] Помимо этих стандартных микрофлюидных компонентов платформа гидрогеля обеспечивает также химические сенсоры [32] и новый класс микрофлюидных компонентов, химические транзисторы (также называемые клапанами хемостата). [33] Эти устройства регулируют поток жидкости, если достигается пороговая концентрация определенного химического вещества. Химические транзисторы составляют основу микрохимико-механических жидкостных интегральных схем. «Химические ИС» обрабатывают исключительно химическую информацию, имеют автономное питание, работают автоматически и способны к крупномасштабной интеграции. [34]

Другая микрофлюидная платформа основана на иономерных материалах. Насосы, изготовленные из этого материала, могут работать при низком напряжении (от батареи ), иметь чрезвычайно низкий уровень шума, высокую эффективность системы и очень точный контроль расхода. [35]

Еще одна технология, которая может извлечь выгоду из уникальных свойств приводов EAP, - это оптические мембраны. Благодаря низкому модулю упругости и механическому сопротивлению приводов они хорошо подходят для обычных материалов оптических мембран . Кроме того, один привод EAP способен создавать смещения в диапазоне от микрометров до сантиметров. По этой причине эти материалы могут использоваться для коррекции статической формы и подавления дрожания. Эти приводы также можно использовать для коррекции оптических аберраций из-за атмосферных помех. [36]

Поскольку эти материалы демонстрируют превосходные электроактивные свойства, материалы EAP демонстрируют потенциал в области биомиметических исследований роботов, датчиков напряжения и акустики , что сделает EAP более привлекательной темой для исследований в ближайшем будущем. Они использовались для различных приводов, таких как мышцы лица и мышцы рук в роботах-гуманоидах. [37]

Будущие направления [ править ]

Область EAP еще далека от зрелости, поэтому остается ряд вопросов, над которыми еще предстоит проработать. [5] Характеристики и долговременная стабильность EAP должны быть улучшены за счет создания водонепроницаемой поверхности. Это предотвратит испарение воды, содержащейся в EAP, а также уменьшит потенциальную потерю положительных противоионов, когда EAP работает в водной среде.среда. Улучшенная поверхностная проводимость должна быть исследована с использованием методов создания бездефектной проводящей поверхности. Возможно, это можно сделать с использованием осаждения из паровой фазы или других методов легирования. Также можно использовать проводящие полимеры для образования толстого проводящего слоя. Было бы желательно, чтобы термостойкий EAP позволял работать при более высоких напряжениях без повреждения внутренней структуры EAP из-за выделения тепла в композите EAP. Разработка EAP в различных конфигурациях (например, волокна и пучки волокон) также будет полезна для увеличения диапазона возможных режимов движения.

См. Также [ править ]

  • Пневматические искусственные мышцы
  • Искусственные мышцы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d «Бар-Коэн, Йозеф:« Искусственные мышцы с использованием электроактивных полимеров (EAP): возможности, проблемы и потенциал » (PDF) .
  2. ^ Ван, Т .; Farajollahi, M .; Чой, Ю.С.; Лин, IT; Маршалл, Дж. Э .; Томпсон, Нью-Мексико; Кар-Нараян, С .; Мэдден, JDW; Смуков, С.К. (2016). «Электроактивные полимеры для зондирования» . Интерфейсный фокус . 6 (4): 1–19. DOI : 10,1098 / rsfs.2016.0026 . PMC 4918837 . PMID 27499846 .  
  3. ^ Набор ионных полимерных металлических композитов (IPMC), редактор: Мохсен Шахинпур, Королевское химическое общество, Кембридж, 2016 г., https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78262-720-3
  4. ^ Кеплингер, Кристоф; Кальтенбруннер, Мартин; Арнольд, Никита; Бауэр, Зигфрид (09.03.2010). «Безэлектродные приводы из эластомера Röntgen без электромеханической нестабильности при втягивании» . Труды Национальной академии наук . 107 (10): 4505–4510. DOI : 10.1073 / pnas.0913461107 . ISSN 0027-8424 . PMC 2825178 . PMID 20173097 .   
  5. ^ a b c d e f g "Энциклопедия электрохимии: электроактивные полимеры (EAP)" . Архивировано из оригинала на 2012-12-12.
  6. ^ Финкенштадт, Виктория Л. (2005). «Природные полисахариды как электроактивные полимеры». Appl Microbiol Biotechnol . 67 (6): 735–745. DOI : 10.1007 / s00253-005-1931-4 . PMID 15724215 . S2CID 22935320 .  
  7. ^ Али Ефтекхари (2010). «Комментарий к« Линейному срабатыванию полимерной нанофиброзной связки для искусственных мышц » ». Химия материалов . 22 (8): 2689–2690. DOI : 10.1021 / cm903343t .
  8. Перейти ↑ Feldman, Randy (2008-02-20). "Электроактивные полимерные искусственные мышцы - генератор на основе полимеров?" (PDF) . Группа пользователей тонких пленок . Северо-Калифорнийское отделение Американского вакуумного общества. Архивировано из оригинального (PDF) 06.12.2016 . Проверено 16 июля 2012 .
  9. ^ "Электроактивный полимер" Искусственная мышца " " . SRI International . Проверено 16 июля 2012 .
  10. ^ "Сегнетоэлектрические свойства сополимеров винилиденфторида" Т. Фурукава, в Phase Transitions , Vol. 18 , стр. 143-211 (1989).
  11. ^ Nalwa, H. (1995). Сегнетоэлектрические полимеры (Первое изд.). Нью-Йорк: Марсель Деккер, ИНК. ISBN 978-0-8247-9468-2.
  12. ^ Lovinger, AJ (1983). «Сегнетоэлектрические полимеры». Наука . 220 (4602): 1115–1121. DOI : 10.1126 / science.220.4602.1115 . PMID 17818472 . S2CID 45870679 .  
  13. ^ Ван, Юци; Чанцзе Сунь; Эрик Чжоу; Джи Су (2004). «Механизмы деформации электрострикционных привитых эластомеров». Умные материалы и конструкции . Издательский институт Физики. 13 (6): 1407–1413. DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 13/6/011 . ISSN 0964-1726 . 
  14. ^ Ishige, Ryohei; Масатоши Токита; Ю Найто; Чун Инь Чжан; Джунджи Ватанабэ (22 января 2008 г.). «Необычное образование смектической структуры в поперечно-сшитом монодоменном эластомере из ЖК полиэфира основной цепи с 3-метилпентановым спейсером». Макромолекулы . Американское химическое общество. 41 (7): 2671–2676. DOI : 10.1021 / ma702686c .
  15. ^ Qu, L .; Peng, Q .; Dai, L .; Спинкс, GM; Уоллес, Г. Г.; Боуман, Р. Х. (2008). «Электроактивные полимерные материалы из углеродных нанотрубок: возможности и проблемы» . Бюллетень МИССИС . 33 (3): 215–224. DOI : 10.1557 / mrs2008.47 .ISSN  0883-7694
  16. ^ Полностью пластиковый привод через послойное литье с использованием ионно-жидкого геля Bucky Gel Takanori Fukushima, Kinji Asaka, Atsuko Kosaka, Takuzo Aida стр. Angewandte Chemie International Edition Volume 44, Issue 16, 2410 2005 г.
  17. ^ а б Гласс, Дж. Эдвард; Schulz, Donald N .; Зукоси, CF (13 мая 1991 г.). «1». Полимеры как модификаторы реологии . Серия симпозиумов ACS. 462 . Американское химическое общество. С. 2–17. ISBN 9780841220096.
  18. ^ Nemat-Nasser, S .; Томас, К. (2001). «6». В книге Йосефа Бар-Коэна (ред.). Электроактивные полимерные (EAP) актуаторы как искусственные мышцы - реальность, потенциал и проблемы . SPIE Press. С. 139–191.
  19. ^ a b Shahinpoor, M .; Ю. Бар-Коэн; Т. Сюэ; Джо Симпсон; Дж. Смит (5 марта 1996 г.). «Ионные полимерно-металлические композиции (IPMC) как биомиметические датчики и исполнительные механизмы» (PDF) . ШПИОН. п. 17. Архивировано из оригинального (PDF) 28 мая 2010 года . Проверено 6 апреля 2010 года .
  20. ^ Парк, IS; Юнг, К .; Kim, D .; Kim, SM; Ким, KJ (2008). «Физические принципы ионных полимеров и металлических композитов в качестве электроактивных исполнительных механизмов и датчиков». Бюллетень МИССИС . 33 (3): 190–195. DOI : 10.1557 / mrs2008.44 .ISSN  0883-7694
  21. ^ Chemoresponsive Materials, редактор: Ханс-Йорг Шнайдер, Королевское химическое общество, Кембридж 2015, https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78262-242-0
  22. ^ Герлах, G .; Арндт, К.-Ф. (2009). Гидрогелевые датчики и исполнительные механизмы (Первое изд.). Берлин: Springer. ISBN 978-3-540-75644-6.
  23. ^ Бар-Коэн, Йозеф; Кван Дж. Ким; Хёк Рёол Чхве; Джон Д. У. Мэдден (2007). «Электроактивные полимерные материалы» . Умные материалы и конструкции . Издательский институт Физики. 16 (2). DOI : 10.1088 / 0964-1726 / 16/2 / Е01 . S2CID 61500961 . 
  24. ^ а б в г д Коуи, JMG; Валерай Арриги (2008). «13». Полимеры: химия и физика современного материала (Третье изд.). Флорида: CRC Press. С. 363–373. ISBN 978-0-8493-9813-1.
  25. ^ Ким, KJ; Тадокоро, С. (2007). Электроактивные полимеры для робототехники, искусственных мышц и датчиков . Лондон: Спрингер. ISBN 978-1-84628-371-0.
  26. ↑ Бар-Коэн, Йозеф (11 сентября 2009 г.). «Электроактивные полимеры для обновляемых дисплеев Брайля» . ШПИОН.
  27. ^ Рихтер, А .; Пашев Г. (2009). «Оптоэлектротермический контроль высокоинтегрированных МЭМС на основе полимеров, применяемых в искусственной коже». Современные материалы . 21 (9): 979–983. DOI : 10.1002 / adma.200802737 . S2CID 137163635 . 
  28. ^ Рихтер, А .; Klatt, S .; Paschew, G .; Кленке, К. (2009). «Микронасосы, работающие за счет набухания и сжатия термочувствительных гидрогелей». Лаборатория на чипе . 9 (4): 613–618. DOI : 10.1039 / B810256B . PMID 19190798 . S2CID 28050680 .  
  29. ^ Рихтер, А .; Kuckling, D .; Howitz, S .; Геринг, Т; Арндт, К.-Ф. (2003). «Микроклапаны с электронным управлением на основе интеллектуальных гидрогелей: величины и возможности применения». Журнал микроэлектромеханических систем . 12 (5): 748–753. DOI : 10.1109 / JMEMS.2003.817898 .
  30. ^ Yu, C., Mutlu, S., Selvaganapathy, P. Mastrangelo, CH, Svec, F., Fréchet, JMJ (2003). «Клапаны управления потоком для аналитических микрожидкостных чипов без механических частей на основе термочувствительных монолитных полимеров». Аналитическая химия . 75 (8): 1958–1961. DOI : 10.1021 / ac026455j . PMID 12713057 . S2CID 23726246 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  31. ^ "Гидрогелевые микроклапаны" . GeSiM mbH. 2009 г.
  32. ^ Рихтер, А .; Paschew, G .; Klatt, S .; Lienig, J .; Arndt, K.-F .; Адлер, Х.-Дж. (2008). «Обзор датчиков pH и микросенсоров на основе гидрогелей» . Датчики . 8 (1): 561–581. DOI : 10.3390 / s8010561 . PMC 3668326 . PMID 27879722 .  
  33. ^ Рихтер, А .; Türke, A .; Пич, А. (2007). «Контролируемая двойная чувствительность микрогелей, нанесенных на хемостаты с электронной регулировкой». Современные материалы . 19 (8): 1109–1112. DOI : 10.1002 / adma.200601989 . S2CID 95750078 . 
  34. ^ Greiner, Р., Allerdißen, М., Фойгт А., Рихтер А. (2012). «Гидравлические микросхемы микрохимико-механической обработки химической информации» . Лаборатория на чипе . 12 (23): 5034–5044. DOI : 10.1039 / C2LC40617A . PMID 23038405 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  35. ^ "Электроактивные полимерные насосы" . Discover технологии Inc. 7 июня 2009. Архивировано из оригинального 26 января 2010 года . Проверено 9 апреля 2010 года .
  36. ^ «Адаптивная мембранная оптика» . Discover технологии Inc. 7 июня 2009. Архивировано из оригинального 26 января 2010 года . Проверено 9 апреля 2010 года .
  37. ^ http://eap.jpl.nasa.gov/ NASA WorldWide Electroactive Polymer Actuators Webhub

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Электроактивные полимерные приводы (EAP) как искусственные мышцы - реальность, потенциал и проблемы , ISBN 978-0819452979 
  • Электроактивные полимеры как реальность и проблемы искусственных мышц
  • Электроактивные полимеры для зондирования