动态聚氨酯-脲介电弹性体的动力学调控方法发表于ACS AMI期刊
发布时间:2025-01-06 文章来源:聂润盼
介电弹性体(DE)作为一类电活性聚合物,在柔性驱动、软体机器人等领域展现出广阔的应用前景。然而,传统DE的低驱动应变严重制约了其实际应用。本研究通过动力学调控成功制备了具有高驱动应变的动态超分子聚氨酯-脲(PUUDS)弹性体。该方法通过调控PUUDS弹性体成型加工过程中的相分离速率优化其微相分离结构,并结合动态二硫键的引入实现了材料力学性能与驱动性能的协同提升。PUUDS弹性体在最快相分离速率条件下展现出最低的杨氏模量,并在低频区具有更显著的介电响应。在45 MV/m电场下,最大驱动应变达到21.6%,其中电致伸缩效应贡献占比达89%,从而实现了驱动电压的大幅降低。此外,动态二硫键的引入显著降低了弹性体模量,提升了材料的柔性与自修复能力。该材料在室温下3小时内即可实现损伤自修复,并恢复原有的断裂伸长率。该工作为高性能介电弹性体的设计与制备提供了新思路。
Run-Pan Nie, Hua-Dong Huang, Ding-Xiang Yan, Li-Chuan Jia*, Jun Lei*, Zhong-Ming Li. Boosting the Actuation Performance of a Dynamic Supramolecular Polyurethane-Urea Elastomer via Kinetic Control. ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 3982-3994.