Электроактивные полимеры

[бродяга_]

или даже водой.

[proxy3d]

26.05.2022 в 08:30, бродяга_ сказал:

 при изготовлении мембраны, к примеру, вводится в состав пхв или другого материала мембраны, а после высыхания или полимеризации вымывается спиртом.

а теоретически, что это может дать?

[proxy3d]

Как говориться, гугл и все остальные сразу начинают предлагать, то что ищешь.. так вот мне сразу на почту упала ссылка на статью "Fullerenol-Based Electroactive Artificial Muscles Utilizing Biocompatible Polyetherimide"

https://drive.google.com/file/d/1YKh0tWo9Uvk7luDBUvAjBLHUSKJwD-ni/view?usp=sharing

Там использование фуллерена при изготовлении ионных EAP. Сижу читаю

гугл переводчиком PDF: 

https://drive.google.com/file/d/1EO2RKReJy4G7UrQZCxqwW4i-4MBsBtSK/view?usp=sharing

[proxy3d]

В общем прочитал, суть в том что фуллерен вместе с Nafion улучшает свойства + биосовместим.

Но все равно, все крутиться вокруг частоты 0,1 Гц и откликом на максимальный изгиб в 15 сек.

[бродяга_]

26.05.2022 в 10:46, proxy3d сказал:

гугл и все остальные сразу начинают предлагать, то что ищешь..

так уже месяц по своей теме гуглю через переводчика.

поиск membranes for accumulators with fullerenol

перевод первой ссылки...

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiN8POn7fz3AhVIx4sKHRZzAtcQFnoECAUQAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.researchgate.net%2Fpublication%2F223459266_Fullerene_composite_proton_conducting_membranes_for_polymer_electrolyte_fuel_cells_operating_under_low_humidity_conditions&usg=AOvVaw3DJoom6MkXPqNsL-hn6ARG

там еще док из длинной прокладки, но в них у меня залезть не получилось, не шарю в нужных приложениях...

 

Композитные мембраны из фуллеренов были получены путем легирования Nafion® 117 фуллеренами для изготовления композитных мембран с протонной проводимостью. Фуллерены, использованные для композитов, включали C60 и полигидроксифуллерен C60(OH)n (n ∼ 12). Мы сообщаем о подготовке и характеристике композитов. Измерения импеданса при переменном токе показали, что композитные мембраны фуллерен-Nafion® имеют более высокую протонную проводимость как при 20, так и при 80 °C, чем Nafion® 117, особенно при низкой относительной влажности, <50% относительной влажности. Измерения водопоглощения при относительной влажности 25% показали, что композит фуллерен-Nafion® удерживает больше воды, чем Nafion® 117 при низкой влажности. Молекулярное моделирование фуллеренов подтверждает экспериментальные наблюдения.

[proxy3d]

Я пока жду генератора сигнала. Мне тут периодически на почту приходят статьи на эту тему. Гугл видимо видит что искал про фуллерен и про ионные EAP. 

Так вот, сейчас последние 2-3 года пытаются использовать фуллерен в ионных EAP. Эксперименты показали, что они улучшают характеристики. А именно, как я понял одна из проблема ионных EAP на Nafion, в том, что они начинают релаксировать. Что это под этим имеется ввиду: когда они выгибаются до максимума в одну сторону, то начинают выгибаться в другую сторону и потом наоборот. 

https://drive.google.com/drive/folders/1c5092a82igmByG_Muqsx1cp99abgmwdl?usp=sharing

выложил тут ряд статей которые прочитал, которые пришли на почту. В частности Fullerenol_Based_Electroactive_Artificia и Fullerene_derivatives_as_nano_additives

Так что как добавка, это оказывается очень полезной вещью. Ее стали использовать, после того, как она показала свои достоинства в электролитах в аккумуляторах. В Ионных используют те же электролиты в опытах, доводя их ионную проводимость до максимума. Тут три задачи к которым стремятся: насыщение мембраны (сколько она может в себя впитать), проблема релаксации, жесткость (какую силу она может оказать). Я бы еще добавил время срабатывания. 

 

Я пока жду генератора сигнала. Мне тут периодически на почту приходят статьи на эту тему. Гугл видимо видит что искал про фуллерен и про ионные EAP. 

Так вот, сейчас последние 2-3 года пытаются использовать фуллерен в ионных EAP. Эксперименты показали, что они улучшают характеристики. А именно, как я понял одна из проблема ионных EAP на Nafion, в том, что они начинают релаксировать. Что это под этим имеется ввиду: когда они выгибаются до максимума в одну сторону, то начинают выгибаться в другую сторону и потом наоборот. 

https://drive.google.com/drive/folders/1c5092a82igmByG_Muqsx1cp99abgmwdl?usp=sharing

выложил тут ряд статей которые прочитал, которые пришли на почту. В частности Fullerenol_Based_Electroactive_Artificia и Fullerene_derivatives_as_nano_additives

Так что как добавка, это оказывается очень полезной вещью. Ее стали использовать, после того, как она показала свои достоинства в электролитах в аккумуляторах. В Ионных используют те же электролиты в опытах, доводя их ионную проводимость до максимума. Тут три задачи к которым стремятся: насыщение мембраны (сколько она может в себя впитать), проблема релаксации, жесткость (какую силу она может оказать). Я бы еще добавил время срабатывания. 

 После этого опыта. перейду к следующим рецептам ионных. На основе:
- Ion-exchange Polymer Metal matrix Composite (IPMC)

- на основе Polypyrrole

- на основе сшивания полиакриламид и полиакрила

пока конечно на какой то вау эффект не рассчитываю, но надо для начала все попробовать. После этого можно будет двигаться в направлении улучшения. 

Думаю сделаю видео для Youtube, чтобы другие могли повторить. А то все эти текстовые рецепты много не договаривают. Да и сразу наглядно будет виден результат и другим будет протоптана дорожка для старта.

[Электро-химик]

В 25.05.2022 в 17:10, proxy3d сказал:

в принципе углеродные нанотрубки сейчас по цене более менее устраивают. Я пока смотрю исследования, где есть возможность заменить это на тянущуюся подложку. 

Я хочу скрестить этот со своим проектом тянущейся электроники. У меня там жидкий металл в виде сплава галлия. Есть альтернативы серебряные чернила и медная паста. Но они все "жидкие".

Смотрю исследования, где делали проводящие тянущиеся подложки на нанотрубках. Из того, что помню это ЭЭГ электроды, там изготовление было CNT + PDMS. Я как раз  все материалы тогда взял для этого и изначально CNT покупал для того, чтобы делать свои ЭЭГ электроды, нужной мне формы. Надо будет попробовать заменить на них.

Но все равно, отклик на диапазон частот в Гц, не очень радует. Медленно это. А на демо видео часто просто просто ускоряют скорость.

В дальнейшем, если пробовать развивать тему, то копать надо в два направления "гибрид" и герметизация ионосодержащего раствора в мембране. К второму у меня вопросы, так как что то подсказывает мне, что он со временем деградирует или вступает в реакцию или еще что-то и перестанет работать, даже после герметизации.

Поскольку скорость движения ионов в гелях невысока, то и высоко быстродействия ждать не стоит.

По поводу напряжения: думаю, не стоит давать больше 2.5 вольт, а то начнется процесс разложения электролита, гель деградирует и высохнет.

Изменено 6 Июня, 2022 в 14:14 пользователем Электро-химик

[Электро-химик]

В 25.05.2022 в 17:10, proxy3d сказал:

Я пока смотрю исследования, где есть возможность заменить это на тянущуюся подложку. 

Я хочу скрестить этот со своим проектом тянущейся электроники. У меня там жидкий металл в виде сплава галлия. Есть альтернативы серебряные чернила и медная паста. Но они все "жидкие".

Есть альтернатива - электропроводящие полимеры. Тот же полипиррол, полиэтилендиокситиофен или полианилин легко выращиваются путём электрополимеризации из раствора мономера. Причём у них электронная проводимость. А можно их просто печатать на принтере wiki или вики.

[proxy3d]

06.06.2022 в 17:05, Электро-химик сказал:

Поскольку скорость движения ионов в гелях невысока, то и высоко быстродействия ждать не стоит.

Да я понимаю это. Хотя вроде у кого то видел более быструю скорость.. но там было гибрид IPMC и чего то еще не помню (вроде формы). Но да, в целом пока не быстро. Хотя за последние 10 лет, скорость все таки выросла. Новые материалы. 

В целом американцы, когда общался с ними лет 8-10 назад делали ставку именно на ионные EAP. Но пока прогресс очень медленный. Улучшения есть, но очень слабые. И главное не понятно как можно ускорить. А пока применяют в микро медицине. 

 

[proxy3d]

06.06.2022 в 17:12, Электро-химик сказал:

Есть альтернатива - электропроводящие полимеры. Тот же полипиррол, полиэтилендиокситиофен или полианилин легко выращиваются путём электрополимеризации из раствора мономера. Причём у них электронная проводимость. А можно их просто печатать на принтере wiki или вики.

Про электронные EAP  я знаю. Изначально от них и шел.. Они есть у Росатоме, там целая лаборатория ими занимается. Но у электронных EAP научная среда тоже достигла своего предела на текущий момент, выжали все что могли. Все улучшения дают чуть чуть лучше свойства. И нового прогресса нет. Электронные EAP требуют высокого напряжения, в отличии от ионных EAP. Собственно мне ребята из Росатома дали один из компонентов, так как не могу его найти в России (что то из Китая заказывал, тоже в России не было). Дали, так как им самим было интересно что получиться, так как ионнными EAP они не занимаются. 

Просто с чего то надо начинать снова. В свое время я больше рассчитывал на сплавы с памятью формы. Сплав на основе нитинола, имел хороший отклик в 7 мс, если его поместить в охлаждающий раствор антифриза. Но там деформация до 4%. Я пытался сделать гибрид, соединив змейкой (и так 4-е нити по кругу, соединяющие несколько дисков). Но в итоге из за нагрева до 100 гр (температура активации там 70 гр по-моему была), основа расправилась (использовал резину напечатанную на 3д принтере). А больше не пытался повторить. Хотя сейчас я сделал бы по другому, используя высокотемпературный силикон. Но что-то мне говорит, что это все равно хрен получиться. 

Так что сейчас сборка ионных EAP - это скорее просто интерес. Для накопления практики. А там можно будет и поэкспериментировать. Ионные EAP потребляют мало и биосовестимы (на основе фуллеренов), поэтому кто знает, может потом найду им применение. 

Конечная цель была, попробовать сделать многослойный. Так как я помню исследования электронных EAP, где один из западных профессоров предложил такой подход и по-моему даже сделал это в лаборатории. Это существенно улучшило характеристики электронных EAP. А для ионных EAP, я пока многослойных исследований не встречал.

В любом случае, да, проблема скорости тут есть. Возможно (?), ее можно решить если ионную мембрану сделать более тонкой (хотя и тут вроде не удача, так как в каких то исследованиях видел, что это тоже ухудшало параметры), но в несколько слоев.. То есть слой CNT + электролит + CNT + электролит....(много раз) при это, чтобы они были очень тонкими. Но даже тут куча проблем в том, чтобы сделать тонкое нанесение полученного CNT раствора. Так как на центрифуге из него не получить тонкий слой. Если только под горячим прессом. С электролитом наоборот, тонкий слой получить проще, а более толстый сложнее, так как гелеобразный раствор растекается.