Рассматриваются микромеханические сенсоры на основе полимерной ионообменной мембраны с металлическими и полимерными электродами — ионных полимер-металлических композитов (ИПМК) и ионных полимер-полимерных композитов (ИППК). Исследования сенсоров размерами 20×5×0.3 мм проводились при пропитке различными электролитами: деионизованной водой, водным 0.1 М раствором CuSO4, этиленгликолем и ионной жидкостью. Показано, что ИПМК-сенсоры, пропитанные деионизованной водой, характеризуются наибольшим откликом (130 мВ/см). Добавление CuSO4 приводит к уменьшению выходного напряжения ИПМК- и ИППК-сенсоров. Напротив, большим временем непрерывной работы характеризуются ИПМК- и ИППК-сенсоры, пропитанные этиленгликолем и ионной жидкостью. Уменьшение выходного напряжения при переходе от деионизованной воды к этиленгликолю и ионной жидкости сильнее проявляется в ИПМК-сенсорах.
The operation of actuators based on ionic polymer-metal composite using domestic polymer MF-4SK as a material for the polymer membrane is first studied. The polymer has a number of advantages compared to its foreign analog Nafion. Despite a well-known effect of ion mobility reduction, the composite demonstrates better actuation characteristics, namely, a larger amplitude of membrane deflection and a greater blocking force under the action of both constant and sinusoidal voltages.
Впервые исследована работа актюаторов на основе ионного полимер-металлического композита, в которых в качестве материала полимерной мембраны выступает отечественный полимер МФ-4СК, обеспечивающий ряд преимуществ по сравнению с зарубежным аналогом (Нафионом). Несмотря на известный эффект снижения ионной подвижности, композит демонстрирует усиление актюационных характеристик: увеличение амплитуды отклонения мембраны и блокирующей силы под действием как постоянного, так и синусоидального напряжения.
Впервые исследована специфика работы актюатора на основе отечественного электроактивного полимера МФ-4СК в комбинации с графеновыми электродами. Система показала ряд преимуществ по сравнению с теми, в которых используются традиционные гибкие металлические электроды, а также нафионовые мембраны, в частности лучшую взаимную адгезию материалов. Построена модель электроактивного полимера, связывающая размеры и структуру водонаполненных пор с геометрическими характеристиками полимера и ориентированная на сопоставление свойств полимера МФ-4СК и нафиона.
