Электроактивные полимеры

[proxy3d]

Тут кстати чуть больше об этом

 

Вариантов что использовать не мало. Логика куда копать тоже вполне понятная. Но безусловно тут работы непочатый край, рассчитывать на быстрый приемлемый результат нет смысла. Но даже с учетом что задача явно растянется не на один год, она интересная. Если сюда заглянуть молодые школьники и студенты, то возможно это заинтересует их в будущем. 

Изменено 12 Марта, 2022 в 21:25 пользователем proxy3d

[proxy3d]

Я думаю, что по тому рецепту результат будет приблизительно вот такой

https://www.youtube.com/watch?v=ZiRdcBgn_-E

Я так понимаю это делали в Молодежный научно-технический центре

Так что упор надо дело не только на электропроводимость, сколько на пьезосвойства материала, коэф. расширения материала при нагревании/охлаждении.

по сути биметалическая пластина

Правда в случае с углеродными трубками из того рецепта я не уверен, тот же принцип или нет.

 

[proxy3d]

29.04.2021 в 21:45, proxy3d сказал:

1. Prepare solution of 10% of a PVA (Polyvinyl Alcohol) in water
2. Prepare solution of 10% of a PAA (polyallylamine) in water
3. Mix 0.8-ml of 10% solution of PVA and 0.2 ml of 10% solution of PAA.
4. Add carbon nanotubes in 1-ml dimethylacetamide {DMA) at 5% concentration (best concentration)
5. Sonicate for 3 minutes using a step cycle (on 10s, off 10s).
6. Filtrate through a filter paper, yielding a carbon nanotube sheet
7. Heat the nanotube sheet at 80oC to dry it.

 

 

1. Приготовьте раствор 10% ПВА (поливинилового спирта) в воде.
2. Приготовьте раствор 10% ПАА (полиаллиламина) в воде.
3. Смешайте 0,8 мл 10% -ного раствора ПВА и 0,2 мл 10% -ного раствора. ПАА.
4. Добавить углеродные нанотрубки в 1-мл диметилацетамида {DMA) в концентрации 5% (наилучшая концентрация).
5. Обработать ультразвуком в течение 3 минут, используя ступенчатый цикл (10 с, 10 с).
6. Фильтруют через фильтровальную бумагу, получая лист углеродных нанотрубок
7. Нагрейте лист нанотрубок до 80 ° С, чтобы высушить его.

 

 

Получил все реактивы и тут я понял, что рецепт какой то кривой. на 3-ем шаге мы получаем раствор и на 4-ом шаге мы получаем второй раствор. Но как смешивать растор3 и раствор4 ничего не сказано.

Второй момент пункта 4. Сказано про 5% углеродных трубок. Я так понимаю имеется ввиду 5% по весу от 1мл ДМА или чего там.

Третий момент как тестировать.. куда подавать напряжение, сколько, с какой частотой.. в общем вопросов много.

[Arkadiy]

25.04.2022 в 11:27, proxy3d сказал:

 

 

Получил все реактивы и тут я понял, что рецепт какой то кривой. на 3-ем шаге мы получаем раствор и на 4-ом шаге мы получаем второй раствор. Но как смешивать растор3 и раствор4 ничего не сказано.

Второй момент пункта 4. Сказано про 5% углеродных трубок. Я так понимаю имеется ввиду 5% по весу от 1мл ДМА или чего там.

Третий момент как тестировать.. куда подавать напряжение, сколько, с какой частотой.. в общем вопросов много.

Тестируют тестером! в режиме омметра, есть электропроводность или нет электропроводности

По идее полиаллиламин нужно полимеризнуть, иначе он весь улетит, а для этого нужно добавить  инициатор полимеризации

Ну и желательно спмешать продиспергированные нанотрубки с клееем

Кривенько, специально для чайников, чтобы не получилось ничего!

[proxy3d]

25.04.2022 в 13:09, Arkadiy сказал:

Тестируют тестером! в режиме омметра, есть электропроводность или нет электропроводности

По идее полиаллиламин нужно полимеризнуть, иначе он весь улетит, а для этого нужно добавить  инициатор полимеризации

Ну и желательно спмешать продиспергированные нанотрубки с клееем

Кривенько, специально для чайников, чтобы не получилось ничего!

Так он вроде полимизируется, смешиваясь с раствором PVA.

Как я это сейчас вижу... то так как тут Ionic EAP, то там принцип такой... ионопереносящий гель между двумя пластинами.

То есть фильтруем через бумагу микс углеродных и ДМА, ультразвуков и сушим и получаем две "пластины".

А между двух пластин как раз гель, который является смесью миксов PVA  и PAA (из прежнего шага).

А дальше подается напряжение и определенная частота, например, 2,5 В и частоте 0,1 Гц (взяты из другого примера Ionic EAP).

 

В принципе все Ionic EAP имеют такую схему.

пример тут описан

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8659251/

[Arkadiy]

25.04.2022 в 14:48, proxy3d сказал:

Так он вроде полимизируется, смешиваясь с раствором PVA.

Как я это сейчас вижу... то так как тут Ionic EAP, то там принцип такой... ионопереносящий гель между двумя пластинами.

То есть фильтруем через бумагу микс углеродных и ДМА, ультразвуков и сушим и получаем две "пластины".

А между двух пластин как раз гель, который является смесью миксов PVA  и PAA (из прежнего шага).

А дальше подается напряжение и определенная частота, например, 2,5 В и частоте 0,1 Гц (взяты из другого примера Ionic EAP).

 

В принципе все Ionic EAP имеют такую схему.

пример тут описан

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8659251/

С чего бы ему полимеризоваться с ПВА?

[proxy3d]

25.04.2022 в 14:41, Arkadiy сказал:

С чего бы ему полимеризоваться с ПВА?

Посмотрим. Попробую сначала как в рецепте сделать. А там будет видно, что добавлять. По идеи он должен оставаться в гелеобразном состоянии. Другое дело что контакт с воздухом вероятно будет влиять на срок жизни. У меня такое было когда делал электролит для берлинской лазури. Но там было проще, так как не нужна была гибкость. Возможно тут тоже нужна герметичность. 

[proxy3d]

Попробовал сделать  искусственные мышцы. Если правильно Ion-EAP. С учётом того, что рецепт у меня "рваный", часть вещей пришлось додумывать самому.
Первый блин комом. Я себе представлял конечно крупные образцы, а по факту всё очень мелкое выходит. Дело в том, что после сушки раствора, остаётся тонкий слой материала из углеродных нанотрубок, который надо аккуратно снять с фильтрованной бумаги. По факту получается мелкие фрагменты, с которыми потом работать. 

Я предполагал, что после фильтрации раствора с углеродными нанотрубками за основу будет взята фильтровальная бумага, которая пропиталась раствором. В реальности, она нужна, чтобы убрать остатки раствора из полученной смеси. При том, что там и так практически все это нанотрубки. То есть 5% CNT от раствора (по весу), по своему "внешнему объему" это 90% полученного материала. То есть условно 2 мл ДМА (1,2 гр) и CNT 0,06 гр (5% от 1,2 гр), хотя по идеи нужно было считать не от 100% а от 95% но это уже на первом опыте не принципиально.

 

следуем этой схеме, она общая для всех Ion-EAP

 

Вот это я получил, два слоя "CNT-DMA" и между ними "гель" толщиной порядка несколько микрометров.

Да, первый результат явно провальный. Нужно отдельно отработать момент получения подложки "CNT-DMA" и отдельно создания геля. Заодно посмотреть на параметры данного геля. Как я понимаю это гелеобразный электролит, где перенос ионов по сути являются причиной деформации. Надо посмотреть заодно альтернативные варианты получения геля с аналогичными свойствами. 

И так провалы:
- полученный образец не работает. С другой стороны мне нужен генератор сигнала, который мог бы генерировать на частоте в 0,1 Гц и выше. Тут надо докупать его, поэтому не могу что-то утверждать на 100%
- когда делал раствор геля, который расположен между слоями, по-моему ошибся и сделал как то не качественно его. Гель полимеризовался раньше, но это не точно (возможно просто в конце эксперимента такое было только у осадка на дне)

- не ясно какой слой нужно геля. Так как возможно я его сделал не качественно, то он вышел жидким и по сути растекся.

Плюсы:
- проделал весь путь получения, теперь есть понимание куда двигаться
- слой cnt получился толщиной 0,044 мм, уд. сопротивление 0,043 ом*мм2/м (вроде по расчётам). 

 

Попробую качественно повторить опыт. И надо докупить оборудование

 

Возможно гель можно заменить на другой состав. Насчет CNT, я вообще не уверен, что они тут играют ключевую роль, из различных исследования я понял то, что материал с CNT в EAP не деградирует (в отличии от металлов). Но получение крупных слоев, это конечно отдельная непростая задача. Так как после сушки, полученный CNT слой нужно еще аккуратно убрать с бумаги и его еще нужно спрессовать там (этого нет в рецепте, но это стало понятно во время опыта и в принципе так делают в других похожих исследованиях).

[бродяга_]

03.05.2022 в 02:48, proxy3d сказал:

С другой стороны мне нужен генератор сигнала, который мог бы генерировать на частоте в 0,1 Гц и выше. Тут надо докупать его, поэтому не могу что-то утверждать на 100%

это не сложно сделать в гаражных условиях из радио хлама. нужны лишь параметры по напряжению и току.

 

увидел на картинке напряжение на выходе полярное + - 25 вольт.

тогда для проверки нужен двух полярный блок питания на общее напряжения 50 вольт.

[бродяга_]

 

https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Fradio-stv.ru%2Fnachinayushhim-radiolyubitelyam%2Fdvuhpolyarnyiy-laboratornyiy-blok-pitaniya&psig=AOvVaw0PNoAN3PwpW7NSG_Oon-om&ust=1651642820849000&source=images&cd=vfe&ved=0CA4Q3YkBahcKEwjA5cqPz8L3AhUAAAAAHQAAAAAQAw

Изменено 3 Мая, 2022 в 05:42 пользователем бродяга_