Actuador multimodal impulsado por luz basado en un compuesto de polipirrol/polietilenglicol/polivinil alcohol

Bin-chi Zhang ,  

Chang-song Zhan ,  

Chen-jun Chu ,  

Ke-you Zhong ,  

Shen-ao Zhou ,  

Ji-wei Jiang ,  

Hui Zhang ,  

Bin Dong ,  

摘要

Los actuadores multimodales impulsados por luz basados en materiales con respuesta a estímulos tienen un importante potencial de aplicación en campos como los robots blandos y los sistemas de respuesta inteligente. Sin embargo, actualmente la mayoría de los actuadores impulsados por luz están limitados por velocidades de respuesta lentas y modos de movimiento únicos. Cómo construir un sistema de accionamiento óptico que combine respuesta rápida, múltiples modos de movimiento y alto rendimiento sigue siendo un desafío. En este trabajo se preparó un actuador multimodal impulsado por luz basado en un material compuesto ternario de polipirrol/polietilenglicol/polivinil alcohol (PPy/PEG/PVA). Este actuador puede realizar tres modos de movimiento bajo conducción óptica: salto, rodamiento y volteo, y muestra una respuesta rápida a nivel de milisegundos y excelente rendimiento de movimiento. Específicamente, en modo salto, el tiempo de respuesta más rápido es de solo 8.4 ms, la altura máxima de salto alcanza 9.1 cm (57 longitudes de cuerpo, 57 BL), la velocidad de despegue es aproximadamente 1.36 m/s (850 BL/s); en modo rodamiento, la velocidad media de rodamiento alcanza 53 mm/s (33 BL/s); en modo volteo, la velocidad angular media máxima alcanza 8.4 (°)/ms. Estos comportamientos multimodales se originan en la fuerza de propulsión generada por la evaporación del agua, la formación y estallido de burbujas inducidos por el efecto fototérmico de PPy en las zonas iluminadas. El actuador compuesto impulsado por luz PPy/PEG/PVA tiene modos de movimiento y direcciones controlables, con potencial de aplicación en robots blandos altamente maniobrables en entornos complejos y en sistemas de respuesta inteligentes impulsados por luz.

关键词

multimodal;respuesta rápida;actuador impulsado por luz;burbuja

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