מתמרים רכים עם פולימר אלקטרואקטיבי דיאלקטרי

מהם מתמרים רכים?

מכשירים מבוססי חומרים רכים, כגון מפעילים וחיישנים, הפכו למוקד תשומת הלב במגוון יישומים מתפתחים. אלסטומרים דיאלקטריים וג'לים דיאלקטריים יכולים לשחק תפקיד מפתח כמרכיבים העיקריים במתמרים רכים הודות לגמישותם ולרכותם. ניתן להשתמש בשינוי הצורה של אלסטומרים דיאלקטריים וג'לים דיאלקטריים כדי להמיר אנרגיה (למשל, מחשמל למכני), מה שמוביל לפתרונות קיימות, כגון: 

משקל קל
תאימות מכנית
גמישות עיצובית
שקט

יישומים פוטנציאליים של מתמרים רכים כוללים מוצרי אלקטרוניקה, מוצרי תחבורה, משחקים, גנרטורים (קציר אנרגיה), רובוטיקה, שרירים מלאכותיים, תשתית, מזרנים, רמקולים ומברשות שיניים חשמליות.

השוואת חומרים והמיקוד של דאו

לחומרים שונים יש תכונות הפעלה ולחץ ייחודיות. פולימר דיאלקטרי אלקטרואקטיבי (DEAP) מציע מתח הפעלה מובחן וגדול יותר.

מַפעִיל	צפיפות הספק KW * ק"ג-1	יעילות הפעלה	מידה / em3	מתח / חברי פרלמנט	מתח / %	מהירות יחסית	גמישות עיצובית
DEAP	10 ^-2 -10 ⁰	~0.9	≥10 ^-1	10 ^-1 -10 ⁰	10 ^-1 -10 ²	מָהִיר	טוֹב
הידראולי	10 ⁰ -10 ¹	>0.9	10 ⁰ -10 ⁴	10 ⁰ -10 ²	10 ^-3 -10 ⁰	בֵּינוֹנִי	יָרוּד
פּנֵאוֹמָטִי	10 ^-2 -10 ²	~0.4	10 ⁰ -10 ⁴	10 ⁰ -10 ¹	10 ^-1 -10 ⁰	בֵּינוֹנִי	יָרוּד
סליל נע	10 ^-2 -10 ⁰	~0.8	10 ¹ -10 ³	10 ^-2	100	בינוני-מהיר	יָרוּד
פלזו	10 ⁰ -10 ⁶	>0.85	10 ^-2 -10 ²	10 ⁰ -10 ¹	10 ^-2 -10 ⁰	מָהִיר	הוֹגֶן
SMA	10 ^-2 -10 ¹	<0.1	10 ⁰ -10 ¹	10²	100	לְהַאֵט	הוֹגֶן
IPMC	10 ^-4 -10 ^-2	<0.1	≥10 ^-1	10 ^-2 -10 ^-1	100	איטי-בינוני	הוֹגֶן
שריר טבעי	10 ^-1 -10 ⁰	<0.75	10 ^-7 -10 ^-1	10 ^-2 -10 ^-1	10¹	בֵּינוֹנִי	-

מסגרת מלאה של המרקמים שנוצרו מהבועות וטיפות השמן בצורת עיגול צף על רקע בצבעי אפור וצהוב - מרקם אדום

עיקרון של מפעיל רך

הצורה הפשוטה ביותר של מפעיל רך מבוסס DEAP היא סרט אלסטומר דק הכרוך בין שתי אלקטרודות. הפעלת מתח משני צידי סרט האלסטומר מייצרת לחץ מקסוול המוביל לעלייה בשטח ולירידה בעובי.

צפו בהדגמה

עקרון החיישן הרך

חיישן רך מבוסס DEAP נחשב לצורה של חיישן כוח. סרט אלסטומר משתנה בקיבול כאשר הוא מעוות מכני. שינוי קיבול זה יכול לשמש כדי לזהות רמה שונה של כוח חיצוני.

צפו בהדגמה

מדוע פולימר דיאלקטרי אלקטרואקטיבי מבוסס סיליקון (DEAP)?

בשלב מוקדם של מחקר ופיתוח, פולי-אקרילט ופוליאוריתן היו חומרים פופולריים המשמשים כ-DEAP. לאחרונה, סיליקון משך תשומת לב רבה ומציג את החומר המבטיח ביותר בשל היתרונות הבאים:

מתח תפעולי נמוך יותר
תנועה גדולה
צמיגות נמוכה ותגובה מהירה יותר
פעולה עמידה, אמינה ויציבה בסביבות קשות (לחות גבוהה, טמפרטורה וכו')

	סיליקון (קבוע דיאלקטרי גבוה)	סיליקון (רגיל)	פוליאוריטן	פוליאקרילט
קבוע דיאלקטרי	מְעוּלֶה	הוֹגֶן	מְעוּלֶה	טוֹב
קלות הרטבה	הוֹגֶן	הוֹגֶן	מְעוּלֶה	מְעוּלֶה
יציבות לחות	מְעוּלֶה	מְעוּלֶה	יָרוּד	יָרוּד
טמפרטורת שירות	מְעוּלֶה	מְעוּלֶה	יָרוּד	יָרוּד
אין ויסקו אלסטיות	טוֹב	מְעוּלֶה	הוֹגֶן	יָרוּד
מהירות תגובה	טוֹב	מְעוּלֶה	הוֹגֶן	יָרוּד
חוזק דמעות	הוֹגֶן	הוֹגֶן	מְעוּלֶה	מְעוּלֶה

פתרונות הטכנולוגיה והקיימות של דאו

הידע העמוק והניסיון הארוך שלנו בתחום האלסטומרים הדיאלקטריים והג'לים הדיאלקטריים יכולים להאיץ את הטכנולוגיה והפיתוח של המוצר שלך עם שיפור ביצועי המוצר. חומרי סיליקון הוכרו כמציעים תכונות מעולות המתאימים למתמרים רכים. אנו יכולים להתאים מוצרי אלסטומר דיאלקטרי וג'ל דיאלקטרי מבוססי סיליקון לצרכי היישום הספציפיים שלך. בנוסף, מדע הסיליקון והחומרים האורגניים של דאו מציע חוזק משלים בקידום מדע החומרים עבור מתמרים רכים כדלקמן:

עיצוב וסינתזה של מבנה פולימרים
ניסוח ופיתוח מרוכבים
אופטימיזציה של תכונות מכניות וחשמליות
היצע פתרונות כולל:
- אלסטומרים דיאלקטריים
- ג'לים דיאלקטריים
- אלקטרודות
- דבקים
- דבקים מוליכים חשמלית
- תמיכה בתהליך כולל ייצור סרט דק
- הערכת ביצועים אלקטרומכנית בסיסית

מוצר דאו	בַּקָשָׁה	תכונה ייחודית
ME-7540	אלסטומר אלקטרואקטיבי	קבוע דיאלקטרי גבוה
SYLGARD 184	אלסטומר אלקטרואקטיבי	מהירות תגובה מהירה
ME-1800	דבק מוליך חשמלי	מוליכות חשמלית גבוהה
OS-20	מדלל להדפסת DEAP או אלקטרודות	אידיאלי עבור דילול סיליקון