摘要：介电弹性体作为驱动模块，需要高功率密度才能实现软机器人的快速移动和高效工作。然而，由于响应频率有限，聚丙烯酸酯弹性体在低电场下通常会出现功率密度低的问题。

介电弹性体作为驱动模块，需要高功率密度才能实现软机器人的快速移动和高效工作。然而，由于响应频率有限，聚丙烯酸酯弹性体在低电场下通常会出现功率密度低的问题。

2024年11月13日，清华大学党智敏教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《A high-response-frequency bimodal network polyacrylate elastomer with ultrahigh power density under low electric field》的研究论文，尹丽娟为论文第一作者，党智敏教授为论文通讯作者。

党智敏，清华大学电机工程与应用电子技术系长聘教授，国家杰青，洪堡学者。1994年本科毕业于长春地质学院（现吉林大学），1997年在西安近代化学研究所获硕士学位，2001年在西安交通大学获得博士学位。2001-2003年在清华大学从事博士后研究；2003-2010年在北京化工大学工作，期间先后在香港城市大学、波茨坦大学和马普胶体界面所作访问学者；2008-2013年每年1-2月担任法国Ecole Centrale Paris客座教授；2010年加入北京科技大学；2015年入职清华大学。

党智敏教授的主要研究方向为先进能源电工材料与器件，主要包括：储能聚合物电介质与薄膜电容器技术、高性能绝缘材料与功率器件封装技术、柔性电功能敏感材料与器件集成技术、生物电生理机制与高效仿生工程技术、高压电介质基因工程与人工智能技术。

他撰写/参编专著8部，发表350余篇期刊论文，其中SCI收录300多篇，SCI数据库他引14000多次（截至2022年1月），个人H指数64。

在这里，作者提出了一种双峰网络聚丙烯酸酯介电弹性体，它打破了介电性能和机械性能之间的固有耦合关系，具有相对较高的介电常数、低杨氏模量和宽驱动频率带宽（~200 Hz），像有机硅一样。

因此，在低电场和高谐振频率下实现了超高功率密度（154 W kg-1@20 MV m−1, 200 Hz），比10 Hz高75倍。

此外，作者还开发了一种旋转电机，在19.6 MV m-1的电场强度和125 Hz频率下达到了1245 rpm的惊人速度，超越了之前的丙烯酸酯电机，进入了有机硅基电机的高速领域。

这些发现为制备低电场软致动器的高功率密度介电弹性体提供了一种通用策略。

综上，这篇论文研究了一种双峰网络聚丙烯酸酯介电弹性体，该材料在低电场下展现出超高的功率密度和响应频率，突破了传统聚丙烯酸酯弹性体在低电场下功率密度低的限制。

该研究开发了转速高达1245 rpm的旋转电机，为软机器人和低电场软致动器提供了一种高性能的介电弹性体材料。此外，这种材料在生物医学、微电机系统、智能材料等领域都具有潜在的应用前景。

Yin, LJ., Du, B., Hu, HY. et al. A high-response-frequency bimodal network polyacrylate elastomer with ultrahigh power density under low electric field. Nat. Commun. 15, 9819 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54278-y.

来源：华算科技