【假一罚四】离子型电活性聚合物
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作者郭东杰 著
出版社化学工业出版社
ISBN9787122412607
出版时间2022-08
装帧平装
开本其他
定价98元
货号31568303
上书时间2024-12-21
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作者简介
郭东杰，教授/博士。从事智能材料、仿生材料的研制与应用。南京大学化学化工学院理学博士，美国科罗拉多大学机械工程系博士后、美国国家标准技术局（NIST）访问学者。河南省教育厅学术带头人，河南省高校科技创新人才支持计划。河南省化学会会员、中国航空学会会员、中国仿生工程学会会员、国际仿生工程学会基础会员。
已发表SCI论文40余篇，单篇论文SCI高引用百余次；国内核心期刊20余篇。申请国家发明专利16项，12项发明专利授权，1项发明专利技术转让。
国际学术期刊Langmuir、Chemical Communications、Journal of Materials Chemistry、Nanotechnology和国内《科学通报》《中国科学E》《中国科学G》《化学研究与应用》等杂志审稿人；国家自然科学基金工程与材料科学部工程二处机械工程学科、化学科学二处（催化与表界面、化学理论与机制）函评专家。
目录
第1章 离子交换聚合物-金属复合材料
1.1 概述
1.2 IPMC的驱动平台和性能评价系统
1.2.1 IPMC的驱动平台
1.2.2 IPMC的驱动、测试平台设置
1.3 制约IPMC电致动响应的因素
1.3.1 聚合物母体膜
1.3.2 电极
1.3.3 溶剂化电解质离子
1.3.4 驱动信号
1.4 金属电极的封装
1.4.1 电镀PEDOT
1.4.2 纳米银dip-coating
1.5 IPMC电致动理论模型
1.5.1 电学模型
1.5.2 电场作用下水合阳离子的迁移
1.5.3 水分子的自由扩散
1.5.4 水分子的浓度分布
1.5.5 含水量分布
1.5.6 IPMC基底膜应变和应力与含水量的关系
1.5.7 弯矩的计算
1.5.8 位移输出与实验验证
1.5.9 IPMC直流电压下的模拟
1.5.10 IPMC阶梯电压下的模拟
1.5.11 IPMC正弦电压下的模拟
本章小结
第2章 全氟磺酸聚合物膜IPMC电驱动器
2.1 全氟磺酸聚合物
2.1.1 全氟磺酸系列聚合物
2.1.2 化学结构
2.1.3 基本的物理化学性能
2.1.4 微观结构模型
2.1.5 高分辨TEM图片
2.2 Nafion基IPMC的驱动性能与优化
2.2.1 多孔二氧化硅/Nafion杂化膜的制备与IPMC性能
2.2.2 磺化SiO2纳米胶杂化Nafion复合膜的制备与IPMC性能
2.2.3 磺酸化氧化石墨烯杂化Nafion的制备与IPMC性能
2.3 Nafion膜IPMC的应用
2.3.1 水下机构
2.3.2 真空下机构
2.3.3 生物医学领域
2.3.4 仿壁虎可逆黏附胶带
2.4 IPMC扑翼仿生结构设计与数值模拟
2.4.1 昆虫的飞行机理
2.4.2 IPMC驱动扑翼机构的设计
2.4.3 有限元模型的建立与前处理
2.4.4 不同俯仰函数对气动性能的影响
2.4.5 不同飞行参数对升阻力的影响
2.4.6 滑翔状态气动力分析
本章小结
内容摘要
离子型电活性聚合物是近30年兴起的一种智能电驱动材料，它可以代替电机将电能转换成机械能，被誉为“离子型人工肌肉”，可作为柔性致动器和传感器用于仿生机械、医疗器械等领域。离子型电活性聚合物的研究涉及化学、材料、机械、控制等多个学科。本书从化学材料角度出发，阐述电活性聚合物的结构、性能与人工肌肉的驱动性能之间的关系，系统地总结了全氟磺酸、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚苯乙烯等聚合物人工肌肉的制备、表征与驱动性能评价。
本书可为人工肌肉的研制和开发人员提供参考，也可为高等院校电化学、仿生机械专业学生学习的教材。
主编推荐
本书从化学材料的角度出发，阐述离子型聚合物电致动器（人工肌肉）的材料组成、结构和构效关系，在归纳影响人工肌肉驱动性能因素的基础上，提出优化措施。着重阐述全氟磺酸、聚偏氟乙烯、聚芳醚砜、聚苯乙烯、聚乙烯醇、纤维素等大分子的离子型电致动器制备技术和性能评价，本书所涉及的离子型致动器可作为柔性致动器和传感器在机器人技术、医疗康复保健、传感器等方面具有广阔的应用前景。
本书可为材料科学与工程、电化学工程、仿生机械等领域的科研工作人员提供参考。
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