محولات الطاقة اللينة مع البوليمر الكهربائي العازل للكهرباء

ما هي محولات الطاقة اللينة؟

أصبحت الأجهزة القائمة على المواد اللينة، مثل المشغلات وأجهزة الاستشعار، محط الاهتمام في مجموعة متنوعة من التطبيقات الناشئة. يمكن أن تلعب اللدائن العازلة والهلاميات العازلة دورًا رئيسيًا كمكونات رئيسية في محولات الطاقة اللينة بفضل مرونتها وليونتها. يمكن استخدام تغير شكل اللدائن العازلة والهلاميات العازلة لتحويل الطاقة (على سبيل المثال، من كهربائية إلى ميكانيكية)، مما يؤدي إلى حلول مستدامة، مثل: 

خفة الوزن
الامتثال الميكانيكي
مرونة التصميم
الهدوء

تشمل التطبيقات المحتملة لمحولات الطاقة اللينة الإلكترونيات الاستهلاكية وإلكترونيات النقل والألعاب والمولدات (حصاد الطاقة) والروبوتات والعضلات الاصطناعية والبنية التحتية والمراتب ومكبرات الصوت وفرشاة الأسنان الكهربائية.

مقارنة المواد وتركيز داو

المواد المختلفة لها خصائص تشغيل وإجهاد فريدة من نوعها. يوفر البوليمر العازل الكهربائي (DEAP) إجهاد تشغيل متمايز وأكبر.

المشغل	كثافة الطاقة KW * كجم-1	كفاءة التشغيل	الحجم / em3	الإجهاد/النواب	الإجهاد / %	السرعة النسبية	مرونة التصميم
DEAP	^10-2-100	~0.9	^≥10-1	^10-1-100	^10-1-102	سريع	جيد
هيدروليكي	^100-101	>0.9	^100-104	^100-102	^10-3-100	متوسط	فقير
هوائي	^10-2-102	~0.4	^100-104	^100-101	^10-1-100	متوسط	فقير
الملف المتحرك	^10-2-100	~0.8	^101-103	^10-2	100	متوسط السرعة	فقير
بليزو	^100-106	>0.85	^10-2-102	^100-101	^10-2-100	سريع	عادل
SMA	10-2-10¹	<0.1	^100-101	10²	100	بطيء	عادل
IPMC	^10-4-10-2	<0.1	^≥10-1	10-2-10-¹	100	بطيء-متوسط	عادل
العضلات الطبيعية	^10-1-100	<0.75	^10-7-10-1	10-2-10-¹	10¹	متوسط	-

إطار كامل للأنسجة التي شكلتها الفقاعات وقطرات الزيت على شكل دائرة تطفو على خلفية باللونين الرمادي والأصفر - نسيج أحمر

مبدأ المحرك اللين

إن أبسط شكل من أشكال المشغل اللين القائم على DEAP هو عبارة عن طبقة رقيقة من المطاط الصناعي محصورة بين قطبين كهربائيين. ويؤدي تطبيق الجهد على جانبي غشاء المطاط الصناعي إلى توليد ضغط ماكسويل مما يؤدي إلى زيادة في المساحة وانخفاض في السماكة.

مشاهدة العرض التوضيحي

مبدأ المستشعر اللين

يعتبر المستشعر اللين القائم على DEAP شكلاً من أشكال مستشعرات القوة. يتغير غشاء المطاط الصناعي في السعة عند تشوهه ميكانيكياً. ويمكن استخدام هذا التغير في السعة للكشف عن مستوى مختلف من القوة الخارجية.

مشاهدة العرض التوضيحي

لماذا البوليمر العازل الكهربائي القائم على السيليكون (DEAP)؟

في المرحلة المبكرة من البحث والتطوير، كان البولي أكريليت والبولي يوريثان من المواد الشائعة المستخدمة كـ DEAP. وفي الآونة الأخيرة، اجتذبت مادة السيليكون قدراً كبيراً من الاهتمام، وهي تمثل أكثر المواد الواعدة بسبب المزايا التالية:

جهد تشغيلي أقل
حركة كبيرة
مرونة لزوجة منخفضة واستجابة أسرع
تشغيل متين وموثوق به ومستقر في البيئات القاسية (رطوبة عالية، ودرجة حرارة عالية، إلخ)

	سيليكون (ثابت العزل الكهربائي العالي)	سيليكون (تقليدي)	البولي يوريثين	بولي أكريليت
ثابت العزل الكهربائي	ممتاز	عادل	ممتاز	جيد
سهولة الترطيب	عادل	عادل	ممتاز	ممتاز
ثبات الرطوبة	ممتاز	ممتاز	فقير	فقير
درجة حرارة الخدمة	ممتاز	ممتاز	فقير	فقير
عدم المرونة اللزوجة	جيد	ممتاز	عادل	فقير
سرعة الاستجابة	جيد	ممتاز	عادل	فقير
قوة التمزق	عادل	عادل	ممتاز	ممتاز

حلول داو للتكنولوجيا والاستدامة

يمكن لمعرفتنا العميقة وخبرتنا الطويلة في مجال اللدائن العازلة والمواد الهلامية العازلة أن تسرّع من عملية تطوير التكنولوجيا والمنتجات الخاصة بك مع تعزيز أداء المنتج. لقد تم الاعتراف بأن مواد السيليكون تقدم خصائص فائقة تناسب محولات الطاقة اللينة. يمكننا تكييف منتجات المطاط الصناعي العازل الكهربائي القائم على السيليكون ومنتجات الهلام العازل الكهربائي لتلبية احتياجاتك الخاصة بالتطبيق. بالإضافة إلى ذلك، يوفر علم المواد السيليكونية والعضوية من داو قوة تكميلية في تطوير علم المواد لمحولات الطاقة اللينة على النحو التالي:

تصميم هيكل البوليمر وتركيبه
التركيب والتطوير المركب
تحسين الخواص الميكانيكية والكهربائية
عرض الحل الشامل:
- اللدائن العازلة
- المواد الهلامية العازلة
- الأقطاب الكهربائية
- المواد اللاصقة
- المواد اللاصقة الموصلة للكهرباء
- دعم العمليات بما في ذلك تصنيع الأغشية الرقيقة
- تقييم الأداء الكهروميكانيكي الأساسي

منتج داو	التطبيق	ميزة فريدة من نوعها
ME-7540	المطاط الصناعي التفاعلي الكهربائي	ثابت العزل الكهربائي العالي
سيلغارد 184	المطاط الصناعي التفاعلي الكهربائي	سرعة الاستجابة السريعة
ME-1800	مادة لاصقة موصلة للكهرباء	موصلية كهربائية عالية
نظام التشغيل OS-20	مادة مخففة لطباعة DEAP أو القطب الكهربائي	مثالي لتخفيف السيليكون