Name: fabrication of carbon-based ionic electromechanically active soft actuators
Uploaded: 2020-04-25T13:00:00
Duration: 14 min 42 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Carbon-Based Ionic Electromechanically Active Soft Actuators at JoVE.com

Författarna vill tacka Ron Hovenkamp och Marcel Mulder från Philips Research för hjälpsamma diskussioner. Detta arbete stöddes delvis av den institutionella forskningsfinansieringen IUT (IUT 20-24) vid det estniska utbildnings- och forskningsministeriet. av estlands forskningsråd (PUT1696), av Europeiska regionala utvecklingsfonden, genom programmet Mobilitas Pluss (Grant No MOBTP47), av Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horisont 2020 inom ramen för bidragsavtalet om Marie Skłodowska-Curie-bidrag nr 793377 (BIOACT) och genom projektet IMPACT-MII , ett innovationsprojekt för EIT Health. EIT Health stöds av EIT, ett EU-organ.

<ol>
	<li>Must, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+and+Capacitive+Artificial+Muscle+for+Biomimetic+Soft+Robotics.">Ionic and Capacitive Artificial Muscle for Biomimetic Soft Robotics.</a> Advanced Engineering Materials. 17 (1), 84-94 (2015).</li><li>McGovern, S., Alici, G., Truong, V. T., Spinks, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finding+NEMO+(novel+electromaterial+muscle+oscillator):+A+polypyrrole+powered+robotic+fish+with+real-time+wireless+speed+and+directional+control.">Finding NEMO (novel electromaterial muscle oscillator): A polypyrrole powered robotic fish with real-time wireless speed and directional control.</a> Smart Materials and Structures. 18 (9), (2009).</li><li>Hines, L., Petersen, K., Lum, G. Z., Sitti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Actuators+for+Small-Scale+Robotics.">Soft Actuators for Small-Scale Robotics.</a> Advanced Materials. 29 (13), (2017).</li><li>Carpi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electromechanically Active Polymers. , (2016).</li><li>Bar-Cohen, Y., Anderson, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroactive+polymer+(EAP)+actuators-background+review.">Electroactive polymer (EAP) actuators-background review.</a> Mechanics of Soft Materials. 1 (1), 5 (2019).</li><li>Schmitt, F., Piccin, O., Barb&#233;, L., Bayle, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+robots+manufacturing:+A+review.">Soft robots manufacturing: A review.</a> Frontiers Robotics AI. 5, (2018).</li><li>Rosset, S., Araromi, O. a., Schlatter, S., Shea, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+Process+of+Silicone-based+Dielectric+Elastomer+Actuators.">Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators.</a> Journal of Visualized Experiments. (108), 1-13 (2016).</li><li>Fukushima, T., Asaka, K., Kosaka, A., Aida, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+Plastic+Actuator+through+Layer-by-Layer+Casting+with+Ionic-Liquid-Based+Bucky+Gel.">Fully Plastic Actuator through Layer-by-Layer Casting with Ionic-Liquid-Based Bucky Gel.</a> Angewandte Chemie International Edition. 44 (16), 2410-2413 (2005).</li><li>Takeuchi, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromechanical+behavior+of+fully+plastic+actuators+based+on+bucky+gel+containing+various+internal+ionic+liquids.">Electromechanical behavior of fully plastic actuators based on bucky gel containing various internal ionic liquids.</a> Electrochimica Acta. 54 (6), 1762-1768 (2009).</li><li>Mukai, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+performance+fully+plastic+actuator+based+on+ionic-liquid-based+bucky+gel.">High performance fully plastic actuator based on ionic-liquid-based bucky gel.</a> Electrochimica Acta. 53 (17), 5555-5562 (2008).</li><li>Fedkiw, P. S., Her, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Impregnation-Reduction+Method+to+Prepare+Electrodes+on+Nafion+SPE.">An Impregnation-Reduction Method to Prepare Electrodes on Nafion SPE.</a> Journal of the Electrochemical Society. 136 (3), 899-900 (1989).</li><li>Akle, B. J., Bennett, M. D., Leo, D. J., Wiles, K. B., McGrath, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+assembly+process:+a+novel+fabrication+technique+for+large+strain+ionic+polymer+transducers.">Direct assembly process: a novel fabrication technique for large strain ionic polymer transducers.</a> Journal of Materials Science. 42 (16), 7031-7041 (2007).</li><li>Akle, B., Nawshin, S., Leo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+of+high+strain+ionomeric+polymer+transducers+fabricated+using+the+direct+assembly+process.">Reliability of high strain ionomeric polymer transducers fabricated using the direct assembly process.</a> Smart Materials and Structures. 16 (2), 1-6 (2007).</li><li>Otero, T. F., Angulo, E., Rodr&#237;guez, J., Santamar&#237;a, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemomechanical+properties+from+a+bilayer:+polypyrrole+/+non-conducting+and+flexible+material+-+artificial+muscle.">Electrochemomechanical properties from a bilayer: polypyrrole / non-conducting and flexible material - artificial muscle.</a> Journal of Electroanalytical Chemistry. 341 (1-2), 369-375 (1992).</li><li>Smela, E., Ingan&#228;s, O., Pei, Q., Lundstr&#246;m, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+muscles:+Micromachining+fingers+and+corkscrews.">Electrochemical muscles: Micromachining fingers and corkscrews.</a> Advanced Materials. 5 (9), 630-632 (1993).</li><li>Simaite, A., Mesnilgrente, F., Tondu, B., Sou&#232;res, P., Bergaud, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+inkjet+printable+conducting+polymer+artificial+muscles.">Towards inkjet printable conducting polymer artificial muscles.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 229, 425-433 (2016).</li><li>P&#245;ldsalu, I., M&#228;ndmaa, S. -. E., Peikolainen, A. -. L., Kesk&#252;la, A., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+ion-conducting+carbon-polymer+composite+electrodes+by+spin-coating.">Fabrication of ion-conducting carbon-polymer composite electrodes by spin-coating.</a> Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD). , 943019 (2015).</li><li>Kaasik, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scalable+fabrication+of+ionic+and+capacitive+laminate+actuators+for+soft+robotics.">Scalable fabrication of ionic and capacitive laminate actuators for soft robotics.</a> Sensors and Actuators, B: Chemical. 246, 154-163 (2017).</li><li>Sugino, T., Shibata, Y., Kiyohara, K., Asaka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actuation+mechanism+of+dry-type+polymer+actuators+composed+by+carbon+nanotubes+and+ionic+liquids.">Actuation mechanism of dry-type polymer actuators composed by carbon nanotubes and ionic liquids.</a> Sensors and Actuators, B: Chemical. 273, 955-965 (2018).</li><li>Conway, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transition+from+"Supercapacitor"+to+"Battery"+Behavior+in+Electrochemical+Energy+Storage.">Transition from "Supercapacitor" to "Battery" Behavior in Electrochemical Energy Storage.</a> Journal of The Electrochemical Society. 138 (6), 1539 (1991).</li><li>White, B. T., Long, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+Polymeric+Materials+for+Electromechanical+Devices.">Advances in Polymeric Materials for Electromechanical Devices.</a> Macromolecular Rapid Communications. 40 (1), 1-13 (2019).</li><li>Addinall, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+CNT-based+actuators+for+bio-medical+applications+-+Example+printed+circuit+board+CNT+actuator+pipette.">Integration of CNT-based actuators for bio-medical applications - Example printed circuit board CNT actuator pipette.</a> IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, AIM. , 1436-1441 (2014).</li><li>Zhang, J., Wu, J., Yu, J., Zhang, X., He, J., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+ionic+liquids+for+dissolving+cellulose+and+fabricating+cellulose-based+materials:+State+of+the+art+and+future+trends.">Application of ionic liquids for dissolving cellulose and fabricating cellulose-based materials: State of the art and future trends.</a> Materials Chemistry Frontiers. 1 (7), 1273-1290 (2017).</li><li>Must, I., Rinne, P., Krull, F., Kaasik, F., Johanson, U., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+Actuators+as+Manipulators+for+Microscopy.">Ionic Actuators as Manipulators for Microscopy.</a> Frontiers in Robotics and AI. 6, (2019).</li><li>Torop, J., Palmre, V., Arulepp, M., Sugino, T., Asaka, K., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+supercapacitor-like+actuator+with+carbide-derived+carbon+electrodes.">Flexible supercapacitor-like actuator with carbide-derived carbon electrodes.</a> Carbon. 49 (9), 3113-3119 (2011).</li><li>Torop, J., Sugino, T., Asaka, K., J&#228;nes, A., Lust, E., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoporous+carbide-derived+carbon+based+actuators+modified+with+gold+foil:+Prospect+for+fast+response+and+low+voltage+applications.">Nanoporous carbide-derived carbon based actuators modified with gold foil: Prospect for fast response and low voltage applications.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 161 (1), 629-634 (2012).</li><li>Vella, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Buffering+by+buckling+as+a+route+for+elastic+deformation.">Buffering by buckling as a route for elastic deformation.</a> Nature Reviews Physics. 1 (7), 425-436 (2019).</li><li>Rinne, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+ionic+electromechanically+active+polymer+actuators.">Encapsulation of ionic electromechanically active polymer actuators.</a> Smart Materials and Structures. , (2019).</li><li>Nakshatharan, S. S., Punning, A., Johanson, U., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+electrical+terminals+made+of+copper+to+the+ionic+electroactive+polymer+actuators.">Effect of electrical terminals made of copper to the ionic electroactive polymer actuators.</a> Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 10163, 101632 (2017).</li><li>Punning, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+electroactive+polymer+artificial+muscles+in+space+applications.">Ionic electroactive polymer artificial muscles in space applications.</a> Scientific Reports. 4 (1), 6913 (2014).</li><li>Sugino, T., Kiyohara, K., Takeuchi, I., Mukai, K., Asaka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actuator+properties+of+the+complexes+composed+by+carbon+nanotube+and+ionic+liquid:+The+effects+of+additives.">Actuator properties of the complexes composed by carbon nanotube and ionic liquid: The effects of additives.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 141 (1), 179-186 (2009).</li><li>Punning, A., Vunder, V., Must, I., Johanson, U., Anbarjafari, G., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+scanning+electron+microscopy+study+of+strains+of+ionic+electroactive+polymer+actuators.">In situ scanning electron microscopy study of strains of ionic electroactive polymer actuators.</a> Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 27 (8), 1061-1074 (2016).</li><li>Must, I., Kaasik, F., P&#245;ldsalu, I., Johanson, U., Punning, A., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+carbide-derived+carbon+laminate+used+as+a+mechanoelectrical+sensor.">A carbide-derived carbon laminate used as a mechanoelectrical sensor.</a> Carbon. 50 (2), 535-541 (2012).</li><li>Kruusam&#228;e, K., Punning, A., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+model+of+a+carbon-polymer+composite+(CPC)+collision+detector.">Electrical model of a carbon-polymer composite (CPC) collision detector.</a> Sensors. 12 (2), 1950-1966 (2012).</li><li>Palmre, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoporous+carbon-based+electrodes+for+high+strain+ionomeric+bending+actuators.">Nanoporous carbon-based electrodes for high strain ionomeric bending actuators.</a> Smart Materials and Structures. 18 (9), 095028 (2009).</li><li>Torop, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microporous+and+mesoporous+carbide-derived+carbons+for+strain+modification+of+electromechanical+actuators.">Microporous and mesoporous carbide-derived carbons for strain modification of electromechanical actuators.</a> Langmuir. 30 (10), 2583-2587 (2014).</li><li>Baughman, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanotube+Actuators.">Carbon Nanotube Actuators.</a> Science. 284 (5418), 1340-1344 (1999).</li><li>Palmre, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroactive+polymer+actuators+with+carbon+aerogel+electrodes.">Electroactive polymer actuators with carbon aerogel electrodes.</a> Journal of Materials Chemistry. 21 (8), 2577 (2011).</li><li>Lu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+stable+air+working+bimorph+actuator+based+on+a+graphene+nanosheet/carbon+nanotube+hybrid+electrode.">Highly stable air working bimorph actuator based on a graphene nanosheet/carbon nanotube hybrid electrode.</a> Advanced Materials. 24 (31), 4317-4321 (2012).</li><li>Kong, L., Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+Nanotube+and+Graphene-based+Bioinspired+Electrochemical+Actuators.">Carbon Nanotube and Graphene-based Bioinspired Electrochemical Actuators.</a> Advanced Materials. 26 (7), 1025-1043 (2014).</li><li>Nakshatharan, S. S., Johanson, U., Punning, A., Aabloo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling,+fabrication,+and+characterization+of+motion+platform+actuated+by+carbon+polymer+soft+actuator.">Modeling, fabrication, and characterization of motion platform actuated by carbon polymer soft actuator.</a> Sensors and Actuators, A: Physical. 283, 87-97 (2018).</li></ol>

Författarna har inget att avslöja.

Vi presenterade en enkel, snabb, repeterbar och mångsidig tillverkningsmetod för jonisk elektromekaniskt aktiv sammansatt beredning för olika ställdonsapplikationer, och med mindre modifieringar även för energilagring, skörd33 eller avkänning34 applikationer. Den nuvarande metoden fokuserar på membran med en integrerad passiv och kemiskt inert komponent (t.ex. ett textilförstärkt polymernätverk eller ett mycket poröst Teflonmembran, se även figur 3) eftersom sådana membran avsevärt förenklar ställdonsberedningsprocessen även i stor skala. Dessutom har de resulterande membranen en lägre risk för svullnad och buckling på grund av lösningsmedel (eller elektrolyt) i elektrodfjädringen eller kortslutningspunktsbildning jämfört med många andra vanliga manövreringsmetoder och material.
De kritiska stegen i det kapacitiva ställdonlaminatberedningen är membranberedning, elektrodtillverkning, ströminsamlartillsats, skärning och kontakt (figur 2). Vart och ett av dessa steg lämnar utrymme för anpassning och prestandaoptimering, men också för misstag. I följande avsnitt kommer vi att diskutera de positiva ändringar och felsökningsstrategier för denna tillverkningsmetod mer i detalj. Ett högpresterande sammansatt resultat från samspelet mellan flera viktiga aspekter som måste hållas i åtanke: tillräcklig elektronisk konduktivitet längs elektroden (tillsätt guldströmsamlare till kolelektroder); tillräcklig jonisk ledningsförmåga genom membranet (använd ett tunt poröst membran och tillräcklig mängd elektrolyt med låg viskositet, minska risken för ogynnsamma interaktioner mellan membranet och elektrolyten med hjälp av ett inert polymernätverk); Elektrodens höga yta (välj en lämplig koltyp). skräddarsydda elektrolyter som resulterar i asymmetrisk svullnad/sammandragning av elektroderna (välj en lämplig elektrolyt); mekaniska parametrar (Youngs moduli av komponenterna). Dessa huvudaspekter av ett högpresterande kolbaserat ställdon lyfts också fram i figur 1B.
Ett högpresterande membran är den centrala delen av denna komposit. Den har två uppgifter: förhindra elektronledningsförmåga (kortslutningar) mellan elektroderna samtidigt som hög jonisk ledningsförmåga. Ändringar av membranet kan tjäna flera syften, till exempel verktygsintegration som införts av Must et al.24 eller tillägg av nya egenskaper (t.ex. biokompatibilitet, biologisk nedbrytbarhet eller olika mekaniska egenskaper). Den nuvarande tillverkningsmetoden skulle kunna modifieras för att använda andra polymerer och elektrolyter i membranet för att introducera nya egenskaper till det aktiva laminatet. Liksom den lösningsmedelsvalsstrategi som här infördes för de textilförstärkta ställdonen är det lämpligt att välja sämre lösningsmedel för den efterföljande elektrodtillverkningen jämfört med membranberedningen. Detta säkerställer att membranet förblir funktionellt och intakt även efter tillsats av elektroder.
Aktiveringsprestandan hos den slutliga kompositen påverkas av det valda elektrodmaterialet (kol), elektrolyten och eventuellt deras kompatibilitet med varandra. Detta protokoll införs tillverkning av kolbaserade kapacitiva laminat med borkarbidkarbid som härrör från kol och 1-etyl-3-metylimidazoliumtrifluoromethanesulfonat ([EMIM][OTf]) jonisk vätska. Samma protokoll kan dock anpassas till andra högspecifika kolmaterial på ytan, såsom karbidbaserade kol från andra35källor (t.ex.2368,3738 3940 Dessutom kan även andra elektrolyter användas i ställdonsberedningen. Att erhålla en funktionell komposit är inte begränsad till kol och joniska flytande typer som presenteras i detta protokoll. Kolpartikelstorleken, deras möjliga gytter i elektrodfjädringen och suspensionsviskositeten är mer avgörande parametrar för spraybeläggningsprocessen.
Denna metod möjliggör produktion av elektromekaniskt aktivt laminatmaterial med reproducerbara egenskaper i stora mängder. Miniatyrisering av ställdon av detta material utförs huvudsakligen med hög precisionsskärning (t.ex. figur 3C). Alternativa metoder för att förbereda fina strukturer, såsom maskering och mönster är möjliga under spray-beläggning41. Dessutom kan millimeterskala strukturer också mönstras i den efterföljande guldström samlare fastsättning steg. Men i sub-millimeter skala detta kan bli ganska svårt. Andra typer av ställdon eller kolbaserade ställdon utan guldströmuppsamlare kan vara lättare att förbereda om de mönstrade egenskaperna måste vara i mikrometerskalan.
Inneboende mjuka ställdon som svarar på elektriska stimuli har många fördelar tack vare sin mjuka och kompatibla natur, tyst drift och låga erforderliga spänningsnivåer. Det aktuella protokollet visar hur sådant material ska produceras i större mängder och med hög batch-till-batch och inom-batch repeterbarhet utan att kompromissa med aktiveringsprestanda. Ändringar av den nuvarande metoden för att införliva mer biovänliga och eventuellt också biologiskt nedbrytbara komponenter som skulle möjliggöra drift nära eller inuti levande organismer utöver framgångsrika totala inkapsling metoder, och integrationen av det införda aktiva materialet i mjuka robot- eller biomedicinska produkter är tänkt för framtiden.

Joniska elektromekaniskt aktiva polymera eller polymera kompositer är i sig mjuka och kompatibla material som har fått allt större intresse för olika mjuka robottekniker och biomimetiska tillämpningar (t.ex. som ställdon, gripdon eller bioinspirerade robotar1,2). Denna typ av material reagerar på elektriska signaler i intervallet några volt, vilket gör dem lätta att integrera med konventionell elektronik och kraftkällor3. Många olika typer av joniska ställdon basmaterial finns tillgängliga, som beskrivs i detalj någon annanstans4, och återigen helt nyligen5. Dessutom har det särskilt betonats nyligen att utvecklingen av mjuka robotutrustning kommer att vara mycket nära relaterad till utvecklingen av avancerade tillverkningsprocesser för relevanta aktiva material och komponenter6. Dessutom har betydelsen av ett effektivt och väletablerat processflöde vid utarbetandet av reproducerbara ställdon som har potential att gå från laboratoriet till industrin också lyfts fram i tidigare metodbaserade studier7.
Under de senaste decennierna har många tillverkningsmetoder utvecklats eller anpassats för beredning av ställdon (t.ex. lager-för-lager gjutning8 och hot-pressning9,10, impregnering-reduktion11, målning12,13, eller sputtring och efterföljande elektrokemisk syntes14,,15,bläckstråleskrivare16 och spin-coating17); vissa metoder är mer universella, och vissa är mer begränsande när det gäller materialval än andra. Men många av de nuvarande metoderna är ganska komplicerade och / eller mer lämpade för laboratorieskala tillverkning. Det nuvarande protokollet fokuserar på en snabb, repeterbar, tillförlitlig, automatiserad och skalbar ställdon tillverkningsmetod för att producera aktiva laminat med låg batch-till-batch och inom-batch variabilitet och en lång ställdon livslängd18. Denna metod kan användas av materialforskare för att utveckla högpresterande ställdon för nästa generations bioinspirerade applikationer. Dessutom, efter denna metod utan ändringar ger mjuk robotteknik ingenjörer och lärare ett aktivt material för utveckling och prototyper av nya enheter, eller för undervisning mjuk robotik begrepp.
Joniska elektromekaniskt aktiva polymera eller polymera ställdon är vanligtvis tillverkade av två- eller treskikts laminära kompositer och böjs som svar på elektrisk stimulering i intervallet få volt (figur 1). Denna böjningsrörelse orsakas av svullnads- och kontraktionseffekterna i elektrodlagren, och den förs vanligtvis med sig antingen av faradaiska (redox) reaktioner på elektroderna (t.ex. vid elektromekaniskt aktiva polymerer (EAPs) som de ledande polymererna) eller genom kapacitiv laddning av dubbelskiktet (t.ex. i kolbaserade polymerelektroder, där polymeren bara kan fungera som ett bindemedel). I detta protokoll (figur 2) fokuserar vi på det senare. vi visar tillverkning av en elektromekaniskt aktiv komposit som består av två hög specifika yta elektroniskt ledande kolbaserade elektroder som är åtskilda av en inert jon-ledande membran som underlättar förflyttning av katjoner och anjoner mellan elektroderna - en konfiguration mycket lik superkondensatorer. Denna typ av ställdon böjer sig som svar på kapacitiv laddning/urladdning och den resulterande svullnad/sammandragning av elektroderna tillskrivs vanligtvis skillnaderna i volymen och rörligheten för katjoner och anjoner av elektrolyten8,10,19. Om inte ytfunktionaliserat kol används som det aktiva materialet eller kapacitiv komposit används utanför elektrolytens elektrolytiska elektrolyts elektrolyts elektrolyts elektrolyts potentiella elektrolyts elektrolyts potentiella elektrolyts elektrolyts potentiella elektrolyts elektrolyts potentiella fönster, förväntas inga faradaiska reaktioner ske på denna typ av elektroder20. Bristen på faradaiska reaktioner är den främsta bidragsgivaren till den fördelaktigt långa livslängden för detta ställdonsmaterial (dvs. tusentals cykler i luft8,18 visas för olika kapacitiva ställdon).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61216/61216fig1v4.jpg"> Figur 1: Struktur för det kolbaserade ställdonet i neutralt (A) och i aktiverat tillstånd (B). (B) belyser också de viktigaste egenskaperna som avgör utförandet av ett joniskt ställdon. Obs: Figuren dras inte till skala. Jonstorlek har överdrivits för att illustrera den vanligaste citerade aktiveringsmekanismen som råder vid ett inert membran som möjliggör rörlighet för både anjoner och katjoner av elektrolyten (t.ex. jonvätska). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61216/61216fig1v4large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
Att få ett funktionellt membran som förblir intakt under hela tillverkningsprocessen är ett av de viktigaste stegen i den framgångsrika ställdonsberedningen. Ett högpresterande membran för ett ställdon är så tunt som möjligt och möjliggör jonisk ledningsförmåga mellan elektroderna samtidigt som den blockerar all elektronisk ledningsförmåga. Den joniska konduktiviteten i membranet kan bli resultatet av att kombinera elektrolyten med ett inert poröst nätverk (t.ex. den metod som används i detta protokoll) eller genom användning av specifika polymerer med kovalent bundna joniserade enheter eller andra grupper som möjliggör interaktioner med elektrolyten. Det tidigare tillvägagångssättet är att föredra här för sin enkelhet, medan särskilt skräddarsydda interaktioner mellan elektrolyten och polymernätverket också kan ha fördelar, om ogynnsamma interaktioner (t.ex. blockering eller långsammare jonrörelse avsevärt på grund av interaktioner) kan uteslutas. Det stora urvalet av jonomeriska eller på annat sätt aktiva membran för elektromekaniskt aktiva ställdon och deras resulterande aktiveringsmekanismer har nyligen granskats21. Membranet urval, förutom elektrodval, spelar en avgörande roll i ställdonets prestanda, livslängd och aktiveringsmekanism. Det nuvarande protokollet fokuserar huvudsakligen på inert membran som ger den porösa strukturen för jonmigrering (som visas på figur 1), även om delar av protokollet (t.ex. membranalternativ C) också kan vara till nytta för aktiva membran.
Förutom valet av membranmaterial spelar dess tillverkningsmetod också en viktig roll för att få en funktionell separator för kompositen. Tidigare använda gjutna membran tenderar att smälta under det senare hot-pressning steg och kan därför bilda kortslutning hotspots22. Dessutom tenderar kommersiella jonomeriska membran (t.ex. nafion) att svälla och spänne avsevärt som svar på lösningsmedel som används i de senare tillverkningsstegen12, och vissa polymerer (t.ex. cellulosa23) är kända för att lösa upp i viss utsträckning i vissa joniska vätskor, vilket kan orsaka problem med repeterbarheten av tillverkningsprocessen och resulterar i dålig enhetlighet av elektroderna. Därför fokuserar detta protokoll på ställdon med en integrerad passiv och kemiskt inert komponent i membranet (t.ex. glasfiber eller silke med PVDF eller PTFE) som hindrar kompositen från svullnad och buckling i senare tillverkningssteg eller från att bilda kortslutnings hotspots. Dessutom förenklar tillägg av en inert och passiv komponent tillverkningsprocessen avsevärt och möjliggör större satsstorlekar jämfört med mer traditionella metoder.
Införandet av en passiv förstärkning i membranet infördes först av Kaasik et al. 18 för att ta itu med de ovan nämnda problemen i ställdonets tillverkningsprocess. Införandet av en vävd textilförstärkning (se även figur 3B och 3D)inför ytterligare förmågan att integrera verktyg i den aktivakompositen 24 eller att utveckla smarta textilier18. Därför är membranalternativet C i protokollet mer lämpligt för sådana applikationer. När det gäller miniatyriserade ställdon (på sub millimeternivå) blir dock det passiva och aktiva komponentförhållandet i membranet mer och mer ogynnsamt och införandet av en ordnad textilförstärkning kan börja påverka ställdonets prestanda negativt och prov-till-prov-repeterbarheten. Dessutom kan förstärkningens riktning (längs eller diagonalt i förhållande till böjriktningen) påverka prestandan hos mer komplext formade ställdon oväntat. Därför skulle en mindre ordnad och mycket porös inert struktur vara mer fördelaktigt för miniatyriserade ställdon och mer komplexa ställdon former.
Polytetrafluoreten (PTFE, vet också under handel namnger Teflon) är en av de mest inert polymersna vet till daterat. Det är vanligtvis mycket hydrofoba, men ytbehandlade versioner som återges hydrofila finns, som är lättare att användbara i ställdon tillverkning. Figur 3A illustrerar slumpmässiga strukturen hos en inert hydrophilic PTFE filtrering membran som användes i detta protokoll för ställdon beredning. Förutom enhetligheten hos detta material i alla riktningar som är fördelaktigt för att skära ut miniatyriserade ställdon eller komplexa former, med hjälp av ett kommersiellt filtreringsmembran med kontrollerad porositet ytterligare förenklar manövreringsprocessen genom att nästan eliminera behovet av någon membranberedning. Dessutom är membrantjocklekar så låga som 30 μm extremt svåra att få tag på i den tidigare beskrivna textilförstärkta konfigurationen. Därför bör PTFE-baserade ställdonstillverkningsmetoder (alternativ A och B) från detta protokoll i de flesta fall föredras, och vidare överväga att alternativ A är snabbare, men ställdon som tillverkas med alternativ B uppvisar större stammar (i frekvensområdet som presenteras i figur 4B). Den mjuka griparen som introducerades i avsnittet om representativa resultat har också förberetts med ptfe-membranet som först var indränkt i elektrolyt.
Efter att ett funktionellt membran har förberetts fortsätter protokollet med elektrodberedningen och ströminsamlartillsatsen. De kolbaserade elektroderna tillsätts med spraybeläggning – ett industriellt etablerat förfarande som möjliggör hög kontroll över den resulterande elektrodskiktets tjocklek. Mer enhetliga elektroder produceras med spraybeläggning jämfört med till exempel gjutningsmetoden (eller möjligen även andra flytande metoder) där sedimentering av kolpartiklar under filmtorkningen25 är kända för att förekomma. Dessutom är ytterligare ett inslag i den presenterade tillverkningsmetoden beroende av den lösningsmedelsvalsstrategi som är viktigast när det gäller textilförstärkta membran. Närmare bestämt löser 4-metyl-2-pentanon (lösningsmedlet i elektrodfjädringen och limlösningen) inte de inerta membranförstärkningar eller PVDF som används i membranlösningen i det textilförstärkta membranet. Därför minskar risken för att skapa kortslutningspunkter i kompositen under sprutbeläggningen ytterligare.
Det kapacitiva laminatet är redan aktivt efter applicering av kolelektroder. Emellertid erhålls en beställa av storlek snabbare ställdon26 med applikationen av guld- strömsamlare. Ett annat viktigt steg i protokollet är fastsättningen av strömsamlare medan motsvarande elektrod är i sträckt tillstånd (dvs. kompositen är böjd). Därför, i det neutrala platta tillståndet av ställdonet, kommer guldbladet att spännas fast i submillimeternivå. Denna buffring-by-buckling27 strategi möjliggör högre deformationer utan att bryta än vad som annars skulle vara möjligt för böter (~ 100 nm) plåt.
Alla manöverdons tillverkningssteg (membranberedning, elektrodsprutning, aktuell uppsamlare) har också sammanfattats i figur 2. För prestanda karakterisering demonstration, har vi förberett en gripdon som är kompatibelt gripa, hålla och släppa ett slumpmässigt format objekt med en slumpmässig yta konsistens. Enklare geometrier, såsom rektangulära prover med 1:4 eller högre bildförhållande (t.ex. 4 mm till 20 mm eller till och med 1 mm till 20 mm28) utskurna ur det aktiva materialet och fastklämda i cantilever-läge är också mycket typiska för materialkarakterisering eller andra tillämpningar som använder böjningstypens beteende.
Artikeln avslutas med en kort introduktion till den typiska joniska elektromekaniskt aktiva kapacitiva material karakterisering och felsökning tekniker med hjälp av enklare rektangulära ställdon geometri. Vi visar hur man använder vanliga elektrokemiska karakteriseringstekniker som cyklisk voltametri (CV) och elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS) för att karakterisera och felsöka ställdonsmaterialet mer i detalj. Visualiseringen av kompositen i sub millimeternivå görs med hjälp av skanlektronmikroskopi (SEM), för vilken vi använder kryo-spräckningstekniken för att förbereda proverna. Materialets polymera karaktär gör det svårt att få tydliga tvärsnitt med bara vanlig skärning. Att bryta frysta prover resulterar dock i väldefinierade tvärsnitt.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61216/61216fig2v4.jpg"> Figur 2: Översikt över tillverkningsprocessen. De viktigaste stegen markeras. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61216/61216fig2v4large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:715px;" width="715">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">~150 &#181;m thick gold plates for custom contacts</td>
			<td style="width:127px;">local jeweler</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">99.9% purity (24K)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate ([EMIM][OTf])</td>
			<td style="width:127px;">Solvionic</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">99.5%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">100 ml Erlenmeyer flask</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">4-methyl-2-pentanone (MP)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">&#8805;99%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">acetone</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">technical grade</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">analytical balance</td>
			<td style="width:127px;">Mettler Toledo AB204-S/PH</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="92">
			<td height="92" style="height:92px;width:219px;">carbon powder</td>
			<td style="width:127px;">Y Carbon</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">boron carbide derived carbon, particle size &#60;10 &#181;m, specific surface area 1800 m2/g, pore volume 0.5 cm3/g</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">carbon powder</td>
			<td style="width:127px;">Skeleton Technologies</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">titanium carbide derived carbon</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">circular disk magnets (neodymium) for custom contacts</td>
			<td style="width:127px;">local hardware store</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">d = 2 mm, thickness 1 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">compressed air supply for the airbrush</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:219px;">crocodile clips with jaws insulated from each other (Kelvin clips)</td>
			<td style="width:127px;">local hardware store</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">Optional for making custom contacts. Regular crocodile clips are not suitable because there the jaws are connected to each other at the spring.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">disposable foam cup</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">epoxy glue</td>
			<td style="width:127px;">local hardware store</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">preferaby fast cure epoxy for attaching gold contacts to magnets</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">filter paper for drying</td>
			<td style="width:127px;">Munktell, Filtrak</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">e.g. diameter 150 mm and up if 142 mm PTFE sheet is used.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">flat nose tweezers</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">glass funnel</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">gold leaf on transfer sheets</td>
			<td style="width:127px;">Giusto Manetti Battiloro</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">24K</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">graduated glass cylinder</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">hairdryer or a heat gun</td>
			<td style="width:127px;">e.g. Philips</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">infrared ligth bulb</td>
			<td style="width:127px;">e.g. Philips</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:219px;">liquid nitrogen</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">CAUTION: Never close the lid of a liquid nitrogen container tightly. The pressure build-up could cause serious injuries.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">magnetic stirrer / hotplate</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">magnetic stirrer bars</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">about 1 cm long</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">metal pipe</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">e.g. d = 3 cm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">metal ruler</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">micrometer thickness gauge</td>
			<td style="width:127px;">Mitotuyo</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">range 0-25&#160;mm, precision 0.001&#160;mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">N,N-dimethylacetamide (DMAc)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">99.5%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">paintbursh</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">plastic embroidery hoops</td>
			<td style="width:127px;">e.g. Pony</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">select the diameter depending on the desired batch size (e.g. 7.5 cm to 25 cm)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">plastic Pasteur pipettes</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">polyethylene-based laboratory stretch film</td>
			<td style="width:127px;">DuraSeal</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">polyvinylidene difluoride-co-hexafluoropropylene (PVDF-HFP)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">Mn = 130000, Mw = 400000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">polyvinylidene fluoride (PVDF)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">Mw (g/mol) = 534000</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">potentiostat/galvanostat/FRA</td>
			<td style="width:127px;">PARSTAT 2273</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">needed for electrochemical characterization</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">propylene carbonate (PC)</td>
			<td style="width:127px;">Merck</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">99%</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">PTFE filtration membrane</td>
			<td style="width:127px;">Omnipore</td>
			<td style="width:136px;">JVWP14225</td>
			<td style="width:233px;">0.1 &#181;m pore size, hydrophilic , 142&#160;mm diameter, 30&#160;&#181;m thickness, 80% porosity</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:219px;">PTFE filtration membrane</td>
			<td style="width:127px;">Omnipore</td>
			<td style="width:136px;">JGWP14225</td>
			<td style="width:233px;">0.2 &#181;m pore size, hydrophilic , 142&#160;mm diameter, 65&#160;&#181;m thickness, 80% porosity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">scalpel</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">scotch tape</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">silk (woven textile)</td>
			<td style="width:127px;">Esaki Model Manufacturing</td>
			<td style="width:136px;">#3</td>
			<td style="width:233px;">11.5 g/m2</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">soldering equipment</td>
			<td style="width:127px;">local hardware store</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;">For connecting the ~150 &#181;m gold plates to the clips</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">spray gun, airbrush</td>
			<td style="width:127px;">Iwata HP TR-2</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">sputter coater</td>
			<td style="width:127px;">Leica EM ACE600</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">tabletop scanning electron microscope</td>
			<td style="width:127px;">Hitachi TM3000</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">ultrasonic processor</td>
			<td style="width:127px;">Hielscher UP200S</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:233px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of carbon-based ionic electromechanically active soft actuators

Joniska elektromekaniskt aktiva kapacitiva laminat är en typ av smart material som rör sig som svar på elektrisk stimulering. På grund av den mjuka, kompatibla och biomimetiska karaktären hos denna deformation har ställdon tillverkade av laminatet fått ett ökat intresse för mjuk robotik och (bio)medicinska tillämpningar. Det behövs dock metoder för att enkelt tillverka det aktiva materialet i stora (jämna industriella) mängder och med en hög batch-till-sats och repeterbarhet inom partiet för att överföra kunskapen från laboratorium till industri. Detta protokoll beskriver en enkel, industriellt skalbar och reproducerbar metod för tillverkning av joniska kolbaserade elektromekaniskt aktiva kapacitiva laminat och beredning av ställdon gjorda därav. Införandet av ett passivt och kemiskt inert (olösligt) mellanskikt (t.ex. ett textilförstärkt polymernätverk eller mikroporös Teflon) skiljer metoden från andra. Protokollet är uppdelat i fem steg: membranberedning, elektrodberedning, nuvarande kollektortillsats, skärning och formning samt aktivering. Efter protokollet resulterar i ett aktivt material som till exempel kan ta tag i och hålla ett slumpmässigt format objekt som visas i artikeln.

Den primära effektpunkten för att skilja mellan ett framgångsrikt och ett misslyckat experiment är materialets svar på elektriska signaler efter att ha kontaktats till en strömförsörjning. Inom elektroteknik är koppar ett välkänt material för kontaktframställning. Koppar är dock också elektrokemiskt aktiv och därför inte lämplig för kontakt med ett joniskt system som introduceras här. Användning av kopparkontakter kan orsaka kortslutning på grund av dendritbildning genom kompositen. Vid väsentlig karakterisering är det dessutom omöjligt att skilja mellan strömmar (och aktivering) som härrör från det elektroaktiva materialet och de strömmar som härrör från koppars elektrokemiska aktivitet29. Vi har tidigare visat att aktivering – även om den inte är tillförlitlig – utan tillsatt aktivt material (dvs. utan kolbaserade eller ledande polymerelektroder) är möjlig vid våta jonomermembran (t.ex. nafion) och bara kopparterminaler29. Därför har alla experiment med det aktiva materialet här utförts med endast inert guldkontakter.
Elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS) är en icke-förstörande metod för karakterisering och felsökning av det kapacitiva ställdonsmaterialet före användning. Impedansspektra i figur 4C och 4D fångades med hjälp av en potentiostat/galvanostat/FRA i två-elektrod konfiguration. Provet (20 mm x 4 × 150 μm) placerades mellan guldkontakter, ingångssignalens amplitud under impedansmätningen sattes till 5 mVRMS och frekvenser från 200 kHz till 0,01 Hz skannades. Figur 4C och 4D visar den typiska impedansspektra från ställdon med hög (~300 Ω cm2) eller med lågt (~5 Ω cm2) inre motstånd. Spektra registrerades med hjälp av ett prov med det torra PTFE-membranet och ett annat prov med det indränkta membranet. Högre jonisk ledningsförmåga genom materialet tenderar att motsvara snabbare ställdon och eventuellt också mer förskjutning vid samma aktiveringsfrekvens (se figur 4B), om alla andra parametrar (t.ex. mekaniska parametrar) hålls oförändrade och materialet i allmänhet är aktivt.
Eis icke-förstörande karaktär är särskilt gynnsam för detektion av kortslutning i kompositen. När det gäller manöverdon som bereds enligt det aktuella protokollet orsakas kortslutning oftast av strömuppsamlare på ställdonets sidor (se skärinstruktioner i steg 4.1.1) eller mer sällan av ett felaktigt membran (t.ex. när de inte täcker alla hål i det textilförstärkta membranet enligt beskrivningen i avsnitt 1.5). Ett motstånd (i detta fall en kortslutning) skulle presenteras som en prick på Nyquist tomten i en EIS experiment. Observera ett sådant svar är en viss indikator på ett felaktigt prov (se figurerna 4C och 4D för referensspektra av funktionella kapacitiva ställdon). Kortslutningsprover skulle normalt inte aktiveras. Dessutom skulle dessa oftast göras permanent värdelösa på grund av resistiv uppvärmning och den resulterande smältningen av kompositen när de försökte aktivera.
I sin funktionella form är detta material en dubbelskiktskondensator som visar böjningsrörelse som svar på laddning och urladdning av det dubbla lagret tack vare särskilt skräddarsydda elektrolyter som används vid tillverkningen. Cyklisk voltametri (CV) är en allmänt använd teknik inom elektrokemi för att studera olika system. Under ett CV-experiment varierar potentialen hos arbetselektroden (i detta fall en av ställdonets elektroder) i förhållande till en motelektrod (här registreras den andra elektroden av ställdonet) med konstant hastighet (t.ex. 800 mV/s mellan ±2 V) och det aktuella svaret från systemet registreras med hjälp av en potentiostat. Ett typiskt strömsvar från det kapacitiva laminatet presenteras i figur 4E. Det aktuella svaret av provet med det indränkta PTFE-membranet (i mörkgrå i 4E) liknar en idealisk kondensator: strömmen beror inte på elektrodpotentialen och vid återföring av potentialen ändras den aktuella riktningen (och därmed dess tecken) (nästan) omedelbart, vilket resulterar i ett (nästan) rektangulärt voltammogram. Det aktuella svaret av provet med ett initialt torrt membran (i rosa i 4E) visar mindre idealiskt kondensatorbeteende vid denna genomsökningshastighet, troligen på grund av det höga interna motståndet hos materialet (vilket också framgår av EIS i figur 4C). Ändå visar båda proverna den kapacitiva karaktären hos kompositen. Å andra sidan, ljusgrå linjer i figur 4E visar möjligt beteende från felaktiga prover (t.ex. kortslutna) som noga skulle följa Ohms lag.
Prestandan hos olika funktionella ställdon presenteras i figur 4A och figur 4B. Bild 4A visar ögonblicksbilder från videon där ett termoformat ställdon med 5 fingrar greppar, håller och släpper ett slumpmässigt format objekt som svar på spänningssteg. Enklare geometrier används vanligtvis för materialkarakteriseringsändamål. Figur 4B framhäver till exempel de torra och indränkta PTFE-membranställdonens maximala böjningsvinkel28,30 som svar på triangulära spänningssignaler mellan ±2 V. För att karakterisera olika ställdonsmaterial placerades prover (4 mm x 20 mm x 150 μm) mellan guldklämmor i cantilever-läge (vilket lämnade 18 mm fri längd för aktivering) och böjningsvinkeln spelades in med hjälp av en videokamera. Alternativt har förflyttningen av en enda punkt längs ställdonet (t.ex. 5 mm från kontakterna) vanligtvis övervakats i tid och använts i stamskillnadsberäkningarna31,32. Videobearbetning, även om det är mer komplicerat, ger mer information om hela böjningsprofilen för provet och gör det också möjligt att analysera prestanda senare, om ett sådant behov skulle uppstå. 0,1 Hz-punkten i figur 4B motsvarar exakt samma signal som används i de cykliska voltametriexperimenten i figur 4E, både när det gäller aktiveringsspänning samt aktiveringsfrekvens. Med samma signal för karakterisering och aktivering kan vi till exempel dra slutsatser om materialets kapacitiva natur och om stabiliteten och bristen på elektrokemiska reaktioner under aktivering.
Elektrokemiska metoder (EIS, CV), visualisering av ställdonsstrukturen i (typiskt) mikrometernivå (SEM) och förskjutningskarakterisering är de vanligaste metoderna för att karakterisera joniska ställdon och utvärdera tillverkningsprocessens framgång. Anpassade experiment för att utvärdera ställdonets prestanda i ett mer specifikt program utvecklas dock ofta för att utvärdera applikationsspecifika prestanda (t.ex. förmågan att bära en last).
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61216/61216fig3.jpg"> Bild 3: Bildbehandling. Scanning elektronmikrografer som visar den mycket porösa PTFE membran (A) och ett tvärsnitt av ett ställdon gjort med samma membran som inte visar någon delaminering (C). SEM-mikrograf som visar ett tvärsnitt av ett textilförstärkt ställdon (D) och ett optiskt fotografi av motsvarande silkesförstärkning (B). Prover för SEM tvärsnitt var först cryo-brutna med flytande kväve, monteras på en metall provhållare och sedan sputtered med 5 nm guld för bättre definition med hjälp av en sputter coater. En bordsskiva scanning elektronmikroskop användes för bildbehandling på 15 keV acceleration spänning. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61216/61216fig3large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61216/61216fig4.jpg"> Figur 4: Representativa resultat av ställdonet. (A)Spänningssteg och motsvarande bilder av femarmgrepparen som kompatibelt tar tag i ett föremål med slumpmässig form (ställdon utan kontakt 21 mg; polystyrenskumbelastning 17,8 mg). B)Total böjvinkel på 4 mm x 20 mm x 150 μm PTFE-baserade ställdon som är fastklämda mellan guldkontakter (18 mm fria) som svar på en trekantig aktiveringssignal (±2 V) vid olika aktiveringsfrekvenser (n=3, felstänger representerar en standardavvikelse för medelvärdet). (C och D) typisk elektrokemisk impedansspektra av elektromekaniskt aktiva kapacitiva laminat (5 mVRMS signal amplitud); (E) Typisk cyklisk voltametri av kapacitiva laminat (triangulär aktiveringssignal med 800 mV/s skanningshastighet som motsvarar 0,1 Hz-punkterna i B). Grå linjer på cykliska voltammogram är för jämförelse och visa svar från en potentiell felaktig ställdon (i huvudsak ett motstånd) som noga skulle följa Ohms lag. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61216/61216fig4large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61216/61216fig5.jpg"> Figur 5: Spin-torkning under membranberedning. (A) scheman för installationen(B)bild av installationen med en ram med förstärkning bifogas. Under spinntorkning leder centrifugalkraften det kvarvarande lösningsmedlet i membranskiktet mot ramens kant. Detta kan vara fördelaktigt för att påskynda torkningsprocessen. Men vid helt våta membran kan detta resultera i förlust av aktivt material (polymer och jonisk vätska) och bör därför undvikas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61216/61216fig5large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Carbon-Based Ionic Electromechanically Active Soft Actuators at JoVE.com

Fabrication of Carbon-Based Ionic Electromechanically Active Soft Actuators

Denna artikel beskriver en snabb och enkel tillverkningsprocess av joniska elektromekaniskt aktiva kompositmaterial för ställdon i biomedicinska, biomimetiska och mjuka robotteknik applikationer. De viktigaste tillverkningsstegen, deras betydelse för ställdonens slutliga egenskaper och några av huvudkarakteriseringsteknikerna beskrivs i detalj.

Tillverkning av kolbaserade joniska elektromekaniskt aktiva mjuka ställdon

Ionic electromechanically active capacitive laminates are a type of smart material that move in response to electrical stimulation. Due to the soft, ...

Detta protokoll beskriver tillverkning av kolbaserat elektromekaniskt aktivt material för biomedicinska och mjuka robotikapplikationer. Den största fördelen med denna metod är att den möjliggör reproducerbar tillverkning av joniska manöverdon också i stora mängder. Titta på den här videon bör ge dig en god förståelse för hur man fabricera och använda joniska ställdon.Protokollet är indelat i fem steg. Först är ett jondyssande membran förberett. Den är sedan täckt med kolbaserade elektroder som guldströmsuppsamlarna är fästa vid.Efter att ha klippt provet i form är materialet klart för användning. Till att börja, välj mellan ett tri-PTFE-membran, samma membran indränkt i elektrolyt, eller ett textilförstärkt membran. Varje alternativ resulterar i ett funktionellt ställdon.Se texten för hjälp med markeringen. Materialet bereds med hjälp av en ram. Ta en hög porositet PTFE ark och placera den över ramen.Spänd och fäst arket på ramen. Var försiktig så att det inte skadas det torra membranet. När membranet är klart, hoppa till elektrod fabrication steg.Ta en stor Petriskål och placera en hög porositet PTFE ark inuti. Tillsätt ett överskott av jonisk vätska. Se till att hela arket är täckt.När membranet är tillräckligt blött, ta bort överskottet med hjälp av en pipett. Placera försiktigt membranet mellan filterpapper för att avlägsna eventuell kvarvarande jonisk vätska som inte absorberades av PTFE-arket. Upprepa denna process tills arket är halvgenomstigt men inte vått.Spänd och fäst det indränkta membranet på en plastram. Se till att undvika eventuella rynkor och veck. Nu när membranet är redo, hoppa framåt till elektrod fabrication steg.Ta ett tyg med fina inertfibrer och fäst den på en ram. Se till att tämja det väl. Trimma eventuellt överflödigt tyg med hjälp av sax.Ta försiktigt bort eventuella lösa fibrer. Under arbetet under rökhuven, täck tyget med ett tunt lager av membranlösning. Se texten för exakt recept.Låt det första lagret torka helt. Använd först värmepistolen och senare värmepistolen tillsammans med en särskild uppställning för att snabba upp torkningen. Undvik att använda en för hög spinnhastighet på ett helt vått membran eftersom det kan resultera i förlust av aktivt material.Se texten för ytterligare detaljer. Inspektera membranet mot bakgrundsbelysning för hål. Fortsätt att applicera beläggningsskikt tills ett defektfritt membran erhålls.Lägg till efterföljande membranskikt med extrem försiktighet. Applicera tunna lager som möjligt och gå aldrig över redan våta ytor två gånger. Applicera lager på båda sidor.På så sätt kommer förstärkningen att förbli i mitten av kompositen. Låt ett lager torka innan du lägger till ett annat. När ett defektfritt membran har erhållits, kontrollera dess tjocklek med hjälp av en tjockleksmätare.För närvarande är det 54 mikrometer. Lös i en kolv förseglad polymeren i lösningsmedlet genom omrörning över natten vid 70 grader Celsius med hjälp av en magnetisk omrörare och en temperaturkontrollerad värmeplatta. Se texten för exakt recept.I en annan kolkol, väg kolpulver, tillsätt jonisk vätska, lösningsmedel och en magnetisk rör bar. Täta kolven och blanda. När kolupphängningen har homogeniserats och polymeren har löst upp, fixera eller ta bort den magnetiska pärlan och häll i polymerlösningen i kolupphängningen.Använd 10 milliliter lösningsmedel för att avlägsna polymerrester från kolkolväggarna och tillsätt den till kolfördysten. Homogenisera fjädringen med hjälp av en ultraljudssond. Därefter är fjädringen klar för användning eller förvaring.Fyll reservoaren av en sprutpistol eller luftborste med aceton. Testa flödet på ett papper först. Se till att luftborsten är ren och fri från blockeringar.Under förvaringen kan suspensionen förvandlas till en gel. Blanda det i ett slutet kärl vid 70 grader Celsius för att få en vätska. Fyll luftborstens reservoar med elektrodupphängningen.Testa upphängningsflödet på ett papper först. Ta det förberedda membranet. Börja flytta sprutpistolen innan du börjar spruta.Håll pistolen rör sig i raka slag. Låt den ena sidan torka innan du börjar spraya på den andra. Spraya tills önskad tjocklek har uppnåtts.Ta försiktigt bort materialet från ramen. Om textilförstärkad membran användes, sedan anpassa snittet med fibrerna. Skär en fyra med tre centimeter bit med hjälp av en metall linjal och en skalpell.Denna snittstorlek är mest praktiskt för små till medelstora partier. Det är dock inte avgörande för att erhålla fungerande ställdon. Ta ett metallrör eller rör och fixa den skurna bit på den.Försök att överlappa endast cirka en millimeter av ställdonsmaterialet med tejp. Ta ett ark fint guld på överföringspapper och skär det i fyra med fyra centimeter bitar. Placera en av dem på ett silkespapper.Spraya kompositen med ett tunt lager lim. Se texten för exakt recept. Snabbt förvara luftborsten upprätt.Rulla röret över guldbladet medan limmet fortfarande är vått. Inget alltför stort tryck behövs för att rulla. Ta bort överföringen och rulla över mjukpapperet igen för att försäkra dig om att guldet sitter ordentligt fast.Placera materialet för att torka. När du är torr, ta försiktigt bort tejpen för att frigöra materialet från röret. Rengör röret med aceton.Fixera materialet på röret, guldbelagd sida vänd mot röret. Upprepa sedan stegen för att fästa den aktuella kollektorn på andra sidan också. Notera sidorna som var täckta med tejp.Klipp ut rektanglar eller mer komplexa former. Ett fyr gånger 20 millimeters prov är bra för karakterisering. Rikta in provlängden med en böjd riktning.Den mjuka gripdonet måste vara termoformat först. Placera ställdonet i en glasflaska mögel för att termoforma gripdonet i form. När manöverdonet är inne i formen, placera dem båda i en ugn eller använda infrarött ljus.Griparen placeras mellan guldkontakter, guldsidan vänd mot det aktiva materialet. Spänningssteg appliceras för att hantera nyttolasten. Öppnar gripdonet.Stänger griparen. Lyfter nyttolasten för hand. Testar greppet.Och slutligen, släppa nyttolasten. Kelvin-klipp används för karakterisering. Placera ställdonet mellan klämmorna och övervaka vinkeln alfa med hjälp av en videokamera.Vid trekantig signal är den aktuella responsen för ett funktionellt ställdon kapacit. Medan svaret från ett felaktigt prov noga följer Ohms lag och är resistiv. Använd svepelektronmikroskopi för att beskriva ställdonsstrukturen.Proverna fryser brutna med flytande kväve för att få rena-cut tvärsnitt. Se upp:Stäng aldrig locket på en behållare med flytande kväve. Tryckuppbyggnad kan orsaka allvarliga skador.Först fryser du in ställdonet i några minuter i flytande kväve. Använd sedan två uppsättningar av cool pincett för att bryta det frysta provet. Textilförstärkande ställdon kanske inte går jämnt i det frusna tillståndet.Frys ihop en skalpell med ställdonet och hacka det frysta provet i två bitar. Detta är ett tvärsnitt av ett PTFE-ställdon som visar två kolelektroder, åtskilda av ett PTFE-membran, som bildar manöverdonet. Den centrala punkten i denna metod är införandet av en inert förstärkning såsom PTFE i membranskiktet.Detta förenklar tillverkningsprocessen avsevärt och gör det möjligt att reproducera de aktiva materialen i stor skala. Vår metod visar en lovande väg mot industriell skala tillverkning av joniska ställdon.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

Tillverkning av Rumsligt Självindragande komplexa oxider

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Real-Time DC-dynamic Biasing Method for Switching Time Improvement in Severely Underdamped Fringing-field Electrostatic MEMS Actuators

Real-Time DC-dynamiska Polarisering Metod för Växlingstid Förbättring Svårt underdämpat Frans-fält Elektro MEMS ställdon

Mechanically underdamped electrostatic fringing-field MEMS actuators are well known for their fast switching operation in response to a unit step input ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

Tillverkningsprocessen av silikon-baserade dielektriska Elastomer ställdon

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Free-form Light Actuators ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â‚¬Â Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Fritt formulerade Ljus Ställdon - Fabrication och kontroll av aktivering i mikroskopisk skala

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

Experimentell genomförandet av en ny komposit Fabrication metod: utsätta Bare fibrer på sammansatta ytan av metoden mjuka lager

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

Tillverkning av mjuka pneumatiska nätverk ställdon med sneda Chambers

Soft pneumatic network actuators have become one of the most promising actuation devices in soft robotics which benefits from their large bending ...

Studying Large Amplitude Oscillatory Shear Response of Soft Materials

Studera stor amplitud oscillerande skjuvning svar av mjuka material

We investigate the sequence of physical processes exhibited during large amplitude oscillatory shearing (LAOS) of polyethylene oxide (PEO) in dimethyl ...

Controlling Flow Speeds of Microtubule-Based 3D Active Fluids Using Temperature

Kontrollera flödeshastigheter av Mikrotubule-baserade 3D aktiva vätskor med temperatur

We present a method for using temperature to tune the flow speeds of kinesin-driven, microtubule-based three-dimensional (3D) active fluids. This method ...

Rapid Manufacturing of Thin Soft Pneumatic Actuators and Robots

Snabb tillverkning av tunna mjuka pneumatiska manöverdon och robotar

This protocol describes a method for rapid manufacturing of soft pneumatic actuators and robots with an ultrathin form factor using a heat press and a ...

Modeling and Experimental Analysis of the Single-Shaft Coaxial Motor-Pump Assembly in Electrohydrostatic Actuators

Modellering och experimentell analys av enaxlig koaxial motorpumpenhet i elektrohydrostatiska ställdon

An electrohydrostatic actuator (EHA) can be the most promising alternative compared with the traditional hydraulic servo actuators for its high power ...