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磺酸化石墨烯掺杂的离子交换聚合物电致动器
  • ISSN号:1000-3851
  • 期刊名称:《复合材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程] TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,南京210016, [2]南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金(50805076, 60910007);教育部博士专项基金(200802871043);南京航空航天大学科研专项基金(NS2010216, NS2012014)
中文摘要:

合成了磺酸化石墨烯单分子膜, 并按不同质量分数浇注了约200 μm厚的石墨烯/全氟磺酸杂化膜, 全反射衰减红外光谱验证了全部合成和掺杂过程; 对影响杂化膜电致动性能的相关物理参数进行了测试。 利用化学还原沉积技术在杂化膜两侧嵌入Pt纳米颗粒, 制成石墨烯/全氟磺酸-金属复合材料, 并进行了扫描电子显微镜观测。引入低频正弦电信号, 得到聚合物电致动器, 利用力和位移传感器测试其电致动性能。结果表明: 石墨烯掺杂后, 离子交换膜的柔韧性、 离子交换能力、 含水量均得到了一定程度的提高。金属Pt纳米电极表面平整; 颗粒较精细、 均匀; 电极与基底膜结合紧密。杂化膜具有高度的电致形变性能; 相同条件下, 最大输出位移可增加2.38倍。

英文摘要:

Sulfonated graphene mono-molecular film was synthesized and doped into perfluorosulfonic acid solution to prepare around 200 μm thick hybrid membranes with varying mass ratios. Those processes were monitored and demonstrated by attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy. The physical performances related to electromechanical properties were detected. To make ion exchange polymer-metal composites, two Pt nano sheets were sandwiched on both sides of the resultant membranes, which was observed by SEM. Inputted the sinusoidal wave with a low frequency for fabricating electro-active actuator, detections of force and displacement sensors were taken. The results show that the flexibilities, ionic exchange capacities, and water contents of hybrid membranes increase in a degree. The Pt nano particles are relatively fine and uniform, the electrodes planes are relatively flat, and the bonding between electrode and hybrid membrane is firm. The hybrid membrane has a high electrostrictive strain, and the maximum displacement is 2.38 times higher than that of the pure perfluorosulfonic acid membrane under same conditions.

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期刊信息
  • 《复合材料学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:北京航空航天大学 中国复合材料学会
  • 主编:益小苏
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:
  • 电话:010-82316907
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3851
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1801/TB
  • 邮发代号:80-413
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:17731