Изготовление углеродных ионных электромеханически активных мягких актуаторов

Этот протокол описывает изготовление углеродного электромеханически активного материала для биомедицинских и мягких приложений робототехники. Основным преимуществом этого метода является то, что он позволяет воспроизводиться изготовление ионных приводов также в больших количествах. Просмотр этого видео должно дать вам хорошее понимание того, как изготовить и использовать ионные приводы.

Протокол разделен на пять этапов. Во-первых, готовится ионно-проводяая мембрана. Затем он покрывается углеродными электродами, к которым прикрепляются коллекторы золотого тока.

После разрезания образца в форму, материал готов к использованию. Для начала выбирайте между трехптфейной мембраной, той же мембраной, пропитанной электролитом, или текстильной усиленной мембраной. Каждый вариант приводит к функциональному приводу.

Смотрите текст для справки с выбором. Материал готовится с помощью рамы. Возьмите высокий porosity PTFE лист и поместите его над рамой.

Тугой и закрепите лист на раме. Будьте осторожны, чтобы не повредить сухую мембрану. Как только мембрана будет готова, перейти к шагу изготовления электрода.

Возьмите большую чашку Петри и поместите высокой пористости PTFE лист внутри. Добавьте избыток ионной жидкости. Убедитесь, что весь лист покрыт.

После того, как мембрана достаточно пропитанной, удалить избыток с помощью пипетки. Аккуратно поместите мембрану между фильтрующих бумаг, чтобы удалить любую оставшуюся ионическую жидкость, которая не была поглощена листом PTFE. Повторите этот процесс до тех пор, пока лист не будет полупрозрачным, но не влажным.

Тугой и закрепите пропитанную мембрану на пластиковой раме. Убедитесь в том, чтобы избежать морщин и складок. Теперь, когда мембрана готова, перейти вперед к шагу изготовления электрода.

Возьмите ткань с мелкими инертными волокнами и закрепите ее на раме. Убедитесь в том, чтобы подтянуть его хорошо. Обрезать излишки ткани с помощью ножниц.

Аккуратно удалите любые свободные волокна. Работая под дымовой капот, накройте ткань тонким слоем мембранного раствора. Смотрите текст для точного рецепта.

Пусть первый слой полностью высохнет. Во-первых, использовать тепловой пушки, а затем тепловой пушки вместе с выделенной установки для ускорения процесса сушки. Избегайте использования слишком высокой скорости вращения на полностью мокрой мембране, так как это может привести к потере активного материала.

Для получения более подробной информации можно посмотреть текст. Осмотрите мембрану на подсветку для пинхолов. Продолжайте применять слои покрытия до тех пор, пока не будет получена мембрана без дефектов.

Добавьте последующие мембранные слои с крайней осторожностью. Нанесите тонкие слои, как это возможно, и никогда не перейти уже мокрые поверхности в два раза. Нанесите слои с обеих сторон.

Таким образом, подкрепление останется в середине композита. Пусть один слой высохнет перед добавлением другого. После получения мембраны, свободной от дефектов, проверьте ее толщину с помощью датчика толщины.

В настоящее время она составляет 54 микрометра. В герметичной колбе растворите полимер в растворители, помешивая на ночь при температуре 70 градусов по Цельсию с помощью магнитного мешалки и контролируемой температурой горячей пластины. Смотрите текст для точного рецепта.

В другую колбу взвесим углеродный порошок, добавьте ионическую жидкость, растворитель и магнитную полосу для перемешивания. Запечатать колбу и перемешать. После того, как углеродная подвеска гомогенизирована и полимер растворился, исправить или удалить магнитный шарик и залить полимерный раствор в подвеску углерода.

Используйте 10 миллилитров растворителя, чтобы удалить остатки полимера со стенок колбы и добавить его в подвеску углерода. Гомогенизировать подвеску с помощью ультразвукового зонда. После этого подвеска готова к использованию или хранению.

Заполните резервуар спрей пистолет или воздушная щетка с ацетоном. Сначала проверьте поток на листе бумаги. Убедитесь, что воздушная щетка чиста и свободна от завалов.

При хранении подвеска может превратиться в гель. Смешайте его в закрытом сосуде при 70 градусах по Цельсию, чтобы получить жидкость. Заполните резервуар воздушной щетки электродной подвеской.

Сначала проверьте поток подвески на листе бумаги. Возьмите подготовленную мембрану. Начните двигаться спрей пистолет, прежде чем начать распылять.

Держите пистолет движущихся в прямых ударов. Пусть одна сторона высохнет, прежде чем начать распылять на другой. Спрей до желаемой толщины была достигнута.

Аккуратно удалите материал из рамы. Если текстильная усиленная мембрана была использована, то выровнять разрез с волокнами. Вырезать четыре на три сантиметра кусок с помощью металлической линейки и скальпеля.

Этот размер разреза наиболее удобен для небольших и средних партий. Тем не менее, это не имеет решающее значение для получения рабочих приводов. Возьмите металлическую трубку или трубу и исправить разрез кусок на нем.

Попробуйте перекрыть только около одного миллиметра материала привода с лентой. Возьмите лист мелкого золота на бумаге передачи и разрезать его на четыре на четыре сантиметра штук. Поместите один из них на салфетку.

Спрей композитных с тонким слоем клея. Смотрите текст для точного рецепта. Быстро хранить воздушную щетку в вертикальном положении.

Roll трубы на сусальное золото в то время как клей еще мокрый. Для прокатки не требуется чрезмерного давления. Удалите передачу и пролонгать бумагу снова, чтобы убедиться, что золото правильно прилагается.

Поместите материал высохнуть. После высыхания аккуратно удалите ленту, чтобы выпустить материал из трубы. Очистите трубу ацетоном.

Зафиксить материал на трубе, с золотым покрытием стороны, обращенной к трубе. Затем повторите шаги, чтобы прикрепить текущий коллектор на другой стороне тоже. Обратите внимание на стороны, которые были покрыты лентой.

Вырежьте прямоугольники или более сложные формы. Образец размером четыре на 20 миллиметров хорош для характеристики. Выровнять длину образца с изогнутым направлением.

Мягкий захват должен быть термоформирован в первую очередь. Поместите привод в стеклянную форму флакона, чтобы термоформировать захват в форму. После того, как привод находится внутри формы, поместите их обоих в духовку или использовать инфракрасный свет.

Захват помещается между золотыми контактами, золотой стороной, обращенной к активному материалу. Для обработки полезной нагрузки применяются шаги напряжения. Открытие захвата.

Закрытие захвата. Подъем полезной нагрузки вручную. Тестирование сцепления.

И, наконец, освобождение полезной нагрузки. Клипы Кельвина используются для характеристики. Поместите привод между зажимами и контролировать угол альфа с помощью видеокамеры.

В случае треугольного сигнала текущая реакция функционального привода является емкостной. В то время как ответ от неисправного образца внимательно следует Закону Ома и сопротивляется. Используйте сканирующие электронные микроскопии для описания структуры привода.

Образцы замораживаются с помощью жидкого азота для получения чистых поперечных сечений. Внимание: Никогда не закройте крышку контейнера с жидким азотом. Наращивание давления может привести к серьезным травмам.

Во-первых, заморозить привод на несколько минут в жидком азоте. Затем используйте два набора холодных пинцетов, чтобы сломать замороженный образец. Текстильные усиленные приводы могут не выйти на безубыточность в замороженном состоянии.

Заморозить скальпель вместе с приводом и нарезать замороженный образец на две части. Это поперечное сечение привода PTFE, показывающее два углеродных электрода, разделенных мембраной PTFE, образующих привод. Ключевым моментом этого метода является включение инертного подкрепления, такого как PTFE, в мембранный слой.

Это значительно упрощает производственный процесс и позволяет воспроизводить активные материалы в больших масштабах. Наш метод показывает перспективный путь к промышленному производству ионных приводов.