文章重要内容
北京化工大学杨丹教授和于中振教授团队对自修复介电弹性体致动器(DEA)的研究进展进行了综述。本文首先概述了DEA的组成、机理及其驱动模式。然后详细介绍了自修复DEA的制备方法，主要包括自修复介电弹性体和自修复柔性电极的设计策略，并阐明了其优缺点。最后对DEA的未来发展趋势进行了展望，以期推动DEA的快速发展和应用。
文章背景
介电弹性体(DE)属于电子型电活性聚合物，具有结构简单、响应速度快、应变输出大、能量密度高等优点，被誉为人工肌肉。由DE和柔顺电极组成三明治夹层结构的介电弹性体致动器(DEA)，能将电能转变为机械能，被誉为新一代微型致动器，可以广泛应用于仿生机器人、盲文显示、仿生器官等领域。影响DEA电驱动性能的主要因素包括DE材料的性能以及DEA的驱动模式。然而，目前广泛使用的DE材料如丙烯酸酯、硅橡胶和聚氨酯等，容易在较高的机械应力和驱动电压下发生不可逆的损伤，限制了DEA的进一步应用。目前较为常见的改进方法是制备具有自修复性能的DE和柔顺电极来提高DEA的抗损伤能力，延长器件的使用寿命。
文章概述
本篇综述首先概述了DEA的工作原理及其五种驱动模式，包括线型、叠层型、弯曲型、锥型和卷轴型，并详细总结了自修复DEA的制备方法，包括自修复DE和自修复柔顺电极。
1. 介电弹性体致动器的驱动模式：通过设计DEA的三维结构，构筑出线型、叠层型、弯曲型、锥型和卷轴型驱动模式的DEA，使其可完成伸缩、弯曲、摆动、转动等多模态动作，从而进一步增强DEA的响应速度、有效输出力和位移，以提高其环境适应性。
2. 自修复介电弹性体致动器：向聚合物分子链中引入可逆非共价键和共价键是制备本征型自修复DE和自修复柔顺电极的主要方法。此外，赋予DEA自清除功能或向弹性体中填充液体介质等方法均可有效提高DEA抵抗机械损伤和电损伤的能力，赋予DEA自修复性能，延长其使用寿命。
上述基于自修复DEA器件的制备策略，启发研究人员巧妙选择DEA制备方法并构筑其多模态驱动模式，设计和开发出更多高性能自修复DEA，以期推动DEA的快速发展和实际应用。
图1 自修复介电弹性体致动器的制备及应用
上述工作即将以综述形式在《高分子学报》2025年第6期“高分子优秀青年学者”专题印刷出版，通信联系人为北京化工大学杨丹教授和于中振教授。
引用本文：
岳尚志, 于中振, 杨丹自修复介电弹性体致动器的研究进展究高分子学报, 2025, 56(6), 881-902 Yue, S. Z.; Yu, Z. Z.; Yang, D.Advances in self-healing dielectric elastomer actuatorsActa Polymerica Sinica, 2025, 56(6), 881-902doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25041 CSTR: 32057.14.GFZXB.2025.7403
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自刘文睿科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3582600-1489117.html?mobile=1
收藏
