Tailoring conductive nanofiller alignment for high actuation strain and output force in electroactive polymers
Notice bibliographique
Résumé
An intrinsic conflict between high deformability and rigidity hinders the development of electroactive polymer (EAP)-based soft robots. Here, we employ an external electric field to align Al2O3-coated carbon nanotubes (Al2O3@CNTs) in a poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CTFE)) matrix. Compared with pure P(VDF-TrFE-CTFE), the thickness strain of nanocomposites with horizontally and vertically aligned Al2O3@CNTs increases by 473% and 814%, respectively. It results in a high bending angle up to 215° for their actuator beams. Importantly, the horizontally aligned Al2O3@CNTs enhance the local stiffness via ‘face-enhanced effect’, yielding a high output force per unit volume (1.25 mN/mm3 at 30 V/μm). It is not only ~346% higher than pure P(VDF-TrFE-CTFE) but also higher than the reported ceramic actuators. Accordingly, the soft robots made by the designed nanocomposite actuators could climb slopes up to 52° and carry loads equivalent to eight times their body mass. Consequently, this modulating strategy develops a high-performance actuation for soft robots. Electroactive polymers can be used for soft robotics, though it is challenging to balance rigidity and deformability. Here the authors designed a polymer composite using an electric-field assisted tape-casting method to orient the Al2O3-coated carbon nanotubes to tailor the dielectric and mechanical properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».