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Integrated Bending Actuation and the Self-Sensing Capability of Poly(Vinyl Chloride) Gels with Ionic Liquids
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2022-06-22 , DOI: 10.1002/adfm.202204259 Zhiwei Liu 1 , Beibei Li 1 , Ying Dan Liu 1 , Yongri Liang 1
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2022-06-22 , DOI: 10.1002/adfm.202204259 Zhiwei Liu 1 , Beibei Li 1 , Ying Dan Liu 1 , Yongri Liang 1
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Soft actuation materials often only perform an actuation function, and do not achieve the function of self-sensing. In this work, the polyvinyl chloride (PVC) gels are prepared with a plasticizer of dibutyl adipate (DBA) and small amount of imidazolium type ionic liquids (ILs), and are demonstrated that the PVC/DBA/ILs gels deliver the integrated bending actuation and capacitance pressure self-sensing capability. The bending actuation performances and sensing behavior of PVC/DBA/ILs are related to the migrability of movable ions from ILs, which are dependent on the dissociation of anions and cations of ILs, and the concentration of ILs. Among the ILs, the PVC/DBA gel with 3.3 wt% 1-allyl-3-methylimidazolium bis ((trifluoromethyl)sulphonyl) imide (P/[AMIM]NTF2 (3.3 wt%)) exhibits best bending displacement of 6.6 mm (corresponding to 24° of bending angle) at 7.2 kV (180 V mm−1 of nominal electric field). In addition, the P/[AMIM]NTF2 (3.3 wt%) exhibits 0.42 kPa–1 capacitance pressure sensitive in the pressure range 0 to 2.2 kPa, and a sudden change in capacitance in the pressure range 2.2–2.7 kPa with 47.5 kPa–1 of sensitivity. The results can provide a new idea for developing integrated sensing and actuation functions of electroactive dielectric polymer gels.
中文翻译：
离子液体聚（氯乙烯）凝胶的集成弯曲驱动和自感应能力
软驱动材料往往只起到驱动的作用，并不能达到自感应的功能。在这项工作中，聚氯乙烯 (PVC) 凝胶由己二酸二丁酯 (DBA) 增塑剂和少量咪唑类离子液体 (ILs) 制备，并证明 PVC/DBA/ILs 凝胶提供集成的弯曲驱动和电容压力自感应能力。PVC / DBA / ILs的弯曲驱动性能和传感行为与ILs中可移动离子的迁移性有关，这取决于ILs的阴离子和阳离子的解离以及ILs的浓度。在 ILs 中，PVC/DBA 凝胶含有 3.3 wt% 1-allyl-3-methylimidazium bis ((trifluoromethyl)sulphonyl) imide (P/[AMIM]NTF 2(3.3 wt%)) 在 7.2 kV（180 V mm -1的标称电场）下表现出 6.6 mm 的最佳弯曲位移（对应于 24° 的弯曲角）。此外，P/[AMIM]NTF 2 (3.3 wt%) 在 0 到 2.2 kPa 的压力范围内表现出 0.42 kPa –1的电容压敏，在 2.2–2.7 kPa 的压力范围内电容的突然变化为 47.5 kPa –1的灵敏度。该结果可为开发电活性介电聚合物凝胶的集成传感和驱动功能提供新思路。
更新日期：2022-06-22
中文翻译：
离子液体聚（氯乙烯）凝胶的集成弯曲驱动和自感应能力
软驱动材料往往只起到驱动的作用，并不能达到自感应的功能。在这项工作中，聚氯乙烯 (PVC) 凝胶由己二酸二丁酯 (DBA) 增塑剂和少量咪唑类离子液体 (ILs) 制备，并证明 PVC/DBA/ILs 凝胶提供集成的弯曲驱动和电容压力自感应能力。PVC / DBA / ILs的弯曲驱动性能和传感行为与ILs中可移动离子的迁移性有关，这取决于ILs的阴离子和阳离子的解离以及ILs的浓度。在 ILs 中，PVC/DBA 凝胶含有 3.3 wt% 1-allyl-3-methylimidazium bis ((trifluoromethyl)sulphonyl) imide (P/[AMIM]NTF 2(3.3 wt%)) 在 7.2 kV（180 V mm -1的标称电场）下表现出 6.6 mm 的最佳弯曲位移（对应于 24° 的弯曲角）。此外，P/[AMIM]NTF 2 (3.3 wt%) 在 0 到 2.2 kPa 的压力范围内表现出 0.42 kPa –1的电容压敏，在 2.2–2.7 kPa 的压力范围内电容的突然变化为 47.5 kPa –1的灵敏度。该结果可为开发电活性介电聚合物凝胶的集成传感和驱动功能提供新思路。
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