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机械设计与研究2025年第05期:考虑迟滞蠕变特性的IPMC应用综述

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张霖;杨宇航;陈磊;谢开鑫;庞义辉;王成军;

单位:安徽理工大学人工智能学院;长江师范学院机器人工程学院;煤炭科学研究总院有限公司;安徽工程大学人工智能学院;

摘要:离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种典型的离子型电活性聚合物,因其在外部激励下实现微观离子迁移与宏观形变的能力,成为智能材料领域的研究焦点。IPMC具有低电压驱动、大弯曲位移及双向致动特性,其迟滞和蠕变行为的研究对于提升性能和拓展应用至关重要。综合分析了IPMC的微观传质过程及其对宏观形变和电学响应的影响,通过机理研究与文献综述,探讨了IPMC在传感与驱动技术中的应用前景。总结了IPMC的迟滞蠕变特性及其表征模型,梳理了其在仿生机器人、医疗器械和可穿戴设备等领域的应用现状。展望了IPMC在同位自传感驱动、微传感阵列和多模态传感等新兴领域的研究前景,指出通过材料优化、结构设计创新和控制策略的发展,可缓解迟滞蠕变问题,提升IPMC性能。研究结果揭示了IPMC在智能材料领域的广阔发展前景,有望推动仿生学、医疗器械和智能穿戴技术的革命性变革。未来研究应聚焦于材料改性、结构创新和智能控制算法开发,以促进IPMC技术的广泛应用。本文为IPMC研究者提供了前沿参考,对推动技术发展与应用具有指导意义。

关键词:离子聚合物金属复合材料;;迟滞;;蠕变;;柔性感知;;微传感阵列;;自传感驱动;;多模态传感

基金资助:重庆市自然科学基金资助项目(2023NSCQ-MSX0758);; 重庆市教委科技计划(重点)项目(KJZD-K202301403)