Karbon Bazlı İonik Elektromekanik Aktif Yumuşak Aktüatörlerin İmalatı

Bu protokol, biyomedikal ve yumuşak robotik uygulamaları için karbon bazlı elektromekanik aktif malzeme nin imalatını açıklamaktadır. Bu yöntemin en büyük avantajı, iyonik aktüatörlerin tekrarlanabilir bir şekilde üretilmesini de büyük miktarlarda sağlamasıdır. Bu videoyu izlemek nasıl imal ve iyonik aktüatörler kullanmak için iyi bir anlayış vermelidir.

Protokol beş adıma ayrılmıştır. İlk olarak, iyon iletken bir membran hazırlanır. Daha sonra altın akım kolektörleri bağlı olduğu karbon bazlı elektrotlar ile kaplıdır.

Numune yi şekle böldükten sonra malzeme kullanıma hazırdır. Başlamak için, bir tri-PTFE membran, elektrolit batırılmış aynı membran veya tekstil takviyeli membran arasında seçim yapın. Her seçenek işlevsel bir aktüatör ile sonuçlanır.

Seçimle ilgili yardım için metne bakın. Malzeme bir çerçeve kullanılarak hazırlanır. Yüksek gözeneklilikTE PTFE levha alın ve çerçeve üzerine yerleştirin.

Taut ve çerçeve üzerinde levha bağlayın. Kuru membrana zarar vermemeye dikkat edin. Membran hazır olduğunda, elektrot üretim adımına atlayın.

Büyük bir Petri kabı alın ve içine yüksek gözeneklilikTE PTFE levha yerleştirin. Iyonik sıvı fazlaekleyin. Tüm sayfanın kapalı olduğundan emin olun.

Membran yeterince ıslatıldıktan sonra, bir pipet kullanarak fazlalığı çıkarın. PTFE levha tarafından emilmemiş kalan iyonik sıvıyı çıkarmak için membranı filtre kağıtları arasına dikkatlice yerleştirin. Bu işlemi, sayfa yarı saydam olana ancak ıslak olmayana kadar tekrarlayın.

Gergin ve plastik bir çerçeve üzerinde ıslatılmış membran bağlayın. Herhangi bir kırışıklık ve kıvrımları önlemek için emin olun. Şimdi membran hazır olduğuna göre, elektrot üretim adımına geçin.

İnce inert lifleri ile bir kumaş alın ve bir çerçeve üzerine bağlayın. İyi denediğinden emin ol. Herhangi bir fazla kumaşı makasla kırpın.

Dikkatlice herhangi bir gevşek lifleri kaldırın. Duman kaputunun altında çalışırken, kumaşı ince bir membran çözeltisi tabakası ile kaplayın. Tam tarifi için metin bakın.

İlk tabaka tamamen kurusun. İlk olarak, kurutma işlemini hızlandırmak için özel bir kurulum ile birlikte ısı tabancası ve daha sonra ısı tabancası kullanın. Aktif malzeme kaybına neden olabileceğinden, tamamen ıslak bir membranda çok yüksek bir dönüş hızı kullanmaktan kaçının.

Daha fazla ayrıntı için metne bakın. İğne delikleri için arka ışığa karşı membran ı kontrol edin. Hatasız bir membran elde edilene kadar kaplama tabakalarını uygulamaya devam edin.

Son derece dikkatli sonraki membran katmanları ekleyin. Mümkün olduğunca ince tabakalar uygulayın ve zaten ıslak yüzeylerin üzerinden asla iki kez geçmeyin. Her iki tarafa da katmanuygulayın.

Bu şekilde, takviye kompozitin ortasında kalacaktır. Başka bir eklemeden önce bir tabaka kuruolsun. Bir defektsiz membran elde edildikten sonra, kalınlığını bir kalınlık göstergesi kullanarak kontrol edin.

Şu anda 54 mikrometredir. Kapalı bir şişede, manyetik karıştırıcı ve sıcaklık kontrollü bir sıcak plaka kullanarak bir gecede 70 santigrat derece karıştırarak çözücü polimer çözünür. Tam tarifi için metin bakın.

Başka bir şişe içine, karbon tozu tartmak, iyonik sıvı, çözücü ve manyetik karıştırma çubuğu ekleyin. Şişeyi kapatın ve karıştırın. Karbon süspansiyonu homojenize edildikten ve polimer çözüntükten sonra manyetik boncuk onarı düzeltin veya çıkarın ve polimer çözeltiyi karbon süspansiyonuna dökün.

Şişe duvarlarından polimer kalıntısını çıkarmak ve karbon süspansiyonuna eklemek için 10 mililitre çözücü kullanın. Ultrasonik prob kullanarak süspansiyon homojenize. Bundan sonra, süspansiyon kullanıma veya depolamaya hazırdır.

Sprey tabancasının veya hava fırçasının haznesini asetonla doldurun. Önce bir kağıt parçası üzerinde akışı test edin. Hava fırçasının temiz ve tıkanıklıklardan arındığından emin olun.

Depolama sırasında süspansiyon jele dönüşebilir. Sıvı elde etmek için 70 santigrat derecede kapalı bir kapta karıştırın. Hava fırçasının haznesini elektrot süspansiyonuyla doldurun.

Önce bir kağıt parçası üzerinde süspansiyon akışını test edin. Hazırlanan membranı alın. Püskürtmeye başlamadan önce püskürtme tabancasını hareket ettirmeye başlayın.

Silahı düz vuruşlarda hareket ettirin. Diğer insprey başlamadan önce bir tarafı kurumaya bırakın. İstenilen kalınlığa ulaşılına kadar püskürtün.

Malzemeyi dikkatlice çerçeveden çıkarın. Tekstil takviyeli membran kullanılmışsa, o zaman lifler ile kesim hizalayın. Bir metal cetvel ve bir neşter kullanarak üç santimetre lik bir parça yıkın.

Bu kesim boyutu, küçük ve orta ölçekli toplu iş için en uygundur. Ancak, çalışan aktüatörlerin elde edilmesi için çok önemli değildir. Bir metal tüp veya boru alın ve üzerinde kesilmiş parça düzeltmek.

Aktüatör malzemesinin yalnızca bir milimetresini bantla çakıştın. Transfer kağıdına bir yaprak ince altın alın ve dört santimetre lik parçalarhalinde kesin. Birini kağıt mendilin üzerine koy.

Sprey tutkal ince bir tabaka ile kompozit. Tam tarifi için metin bakın. Hızlı bir şekilde mağaza hava fırçadik.

Tutkal hala ıslak iken altın varak üzerinde boru rulo. Haddeleme için aşırı basınç gerekmez. Transferi çıkarın ve altın düzgün bağlı olduğundan emin olmak için tekrar doku kağıt üzerinde rulo.

Malzemeyi kurumaya yerleştirin. Kurutuldıktan sonra, malzemeyi borudan çıkarmak için bandı dikkatlice çıkarın. Boruyu asetonla temizleyin.

Boru üzerindeki malzemeyi sabitle, boruya bakan altın kaplı tarafı. Daha sonra diğer tarafta da geçerli toplayıcı takmak için adımları tekrarlayın. Bantla kaplanmış kenarlar dikkat edin.

Dikdörtgenleri veya daha karmaşık şekilleri kesin. Dört ila 20 milimetrelik bir örnek karakterizasyonu için iyidir. Örnek uzunluğunu kıvrımlı bir yönde hizala.

Yumuşak kavrayan önce Termoforasyonal olmalıdır. Kavrayıcıyı şekle sokmak için aktüatörü cam şişe kalıbına yerleştirin. Aktüatör kalıbın içine girdikten sonra, ikisini de fırına koyun veya kızılötesi ışığı kullanın.

Kavrayatçı altın kontaklar arasına yerleştirilir, aktif malzemeye bakan altın tarafı. Yükü işlemek için voltaj adımları uygulanır. Kavrayan ı açıyor.

Kavrayan kapatıyor. Yükü elle kaldırıyor. Kavramayı test ediyorum.

Ve son olarak, yükü serbest bırakıyorum. Kelvin klipleri karakterizasyon için kullanılır. Aktüatörü kelepçeler arasına yerleştirin ve bir video kamera kullanarak açı alfasını izleyin.

Üçgen sinyal durumunda, fonksiyonel bir aktüatörün mevcut tepkisi kapasitiftir. Oysa hatalı bir örnekten gelen yanıt Ohm Yasası'nı yakından takip eder ve direnir. Aktüatör yapısını tanımlamak için taramalı elektron mikroskobu kullanın.

Örnekler, temiz kesitler elde etmek için sıvı nitrojen kullanılarak dondurularak donduruluyor. Dikkat:Sıvı nitrojen kabının kapağını asla kapatmayın. Basınç birikme ciddi yaralanmalara neden olabilir.

İlk olarak, sıvı nitrojen de birkaç dakika aktüatör dondurun. Sonra dondurulmuş örnek kırmak için serin cımbız iki set kullanın. Tekstil takviyeli aktüatörler donmuş durumda bile kırılmayabilir.

Aktüatör ile birlikte bir neşter dondurun ve iki parçaya dondurulmuş örnek doğrayın. Bu, ptfe membranı ile ayrılmış ve aktüatörü oluşturan iki karbon elektrot gösteren bir PTFE aktüatörünün kesitidir. Bu yöntemin temel noktası membran tabakasına PTFE gibi inert bir takviye nin eklenmesidir.

Bu, üretim sürecini önemli ölçüde kolaylaştırır ve aktif malzemelerin büyük ölçekte tekrarlanabilir şekilde üretilmesini sağlar. Yöntemimiz iyonik aktüatörlerin endüstriyel ölçekli imalatına doğru umut verici bir yol göstermektedir.