清华大学党智敏Nat.Commun.：一种在低电场条件下具有超高功率密度的高响应频率双峰网络聚丙烯酸酯弹性体

主要观点总结

本文介绍了介电弹性体在柔性驱动器领域的应用，包括其优势、挑战以及清华大学电机系党智敏教授团队的研究成果。该团队研发了一种丙烯酸酯双模网络弹性体，兼具高能量密度和高驱动频率，在低驱动电场下展示高功率密度，并基于此先进材料制备了柔性无磁旋转电机，表现出优异的性能。

关键观点总结

关键观点1: 介电弹性体的优势和挑战

介电弹性体是一种电活性聚合物，具有形变量大、能量密度高、控制简单等优势，在柔性驱动器领域受到广泛关注。但实现高功率密度通常依赖高驱动电场，对器件的绝缘保障和操作安全提出高要求，限制了其应用。

关键观点2: 清华大学的研究成果

清华大学电机系党智敏教授团队研发了丙烯酸酯双模网络弹性体，兼具高能量密度和高驱动频率。在低驱动电场下，该弹性体展示了高功率密度，并基于此先进材料制备了柔性无磁旋转电机，表现出优异性能。

关键观点3: 双模网络弹性体的特点

双模网络弹性体通过构建丙烯酸酯网络，利用大分子量交联剂赋予弹性体高弹性和较低模量，少量的小分子量交联剂缩短交联点间平均分子量，提高弹性体驱动响应频率。

关键观点4: 柔性无磁旋转电机的性能

基于双模网络弹性体制备的柔性无磁旋转电机，在不同驱动电场和频率下表现出优异的转速特性，转速远高于已报道的丙烯酸酯弹性体电机。

文章预览

清华新闻网11月28日电 介电弹性体是一种电活性聚合物，在Maxwell应力下可以产生显著的可逆形变，将电能转换为机械能，具有形变量大（>100%）、能量密度高、控制简单、便于人机交互等优势，在柔性驱动器领域获得广泛关注。作为电-机能量转换模块，弹性体的功率密度直接决定了柔性驱动器的输出性能。然而，实现高功率密度（>100 W/kg）通常依赖高驱动电场（>40 MV/m），这对器件的绝缘保障和操作安全提出高要求、限制了介电弹性体柔性驱动器的应用。介电弹性体的功率密度与驱动电场近似成4次方关系。如何在低电场下实现高功率密度是一个具有挑战性的问题。 目前常用的介电弹性体主要分为两大类：丙烯酸酯和硅橡胶。丙烯酸酯弹性体具有高能量密度，但响应频率低；硅橡胶弹性体则与之相反。近期，清华大学电机系党智敏教授团队利用分 ………………………………