Ionic electroactive polymer actuators are the key component in bio-inspired smart structures such as soft robots, small autonomous drones, and space devices. In such applications, the actuators must be capable of large, fast bending at a low voltage with a strong blocking force, which requires the polymer electrolytes to have both high ionic conductivity and excellent mechanical strength. However, almost all the polymers that have been implemented in actuators were originally optimized for other purposes (fuel cells, for example), so their characteristics are distinct from the needed requirements. Herein, I have synthesized two block copolymers that were especially designed for use in ionic electroactive polymer actuators. Such block copolymers were characterized via 1H NMR, GPC, TEM, SEM, and AFM. The derivative actuators showed good performances with a sub-one volt stimulus producing a very fast response of fewer than ten seconds. The results indicate that the block copolymers were well designed and successfully synthesized for use in ionic electroactive polymer actuators.
이온 전기 활성 폴리머 액추에이터는 생체 모사 스마트 구조물과 같은 소프트 로봇, 소형 자율 드론 및 우주 장치의 핵심 구성 요소다. 이러한 응용 분야에서 사용될 액추에이터는 낮은 전압에서 크고 빠른 굽힘을 필요로 하며, 이를 위해 높은 이온 전도성과 우수한 기계적 강도를 가지는 고분자 전해질이 요구된다. 그러나, 기존 액추에이터에 적용된 대부분의 고분자는 연료 전지와 같은 다른 목적을 위해 최적화 되었으므로 위의 요구 사항을 만족하지 못했다. 본 연구에서는 이온 전기 활성 폴리머 액추에이터를 위해 특별히 고안된 두 개의 새로운 블록 공중 합체 합성에 중점을 두었다. 이러한 블록 공중 합체는 HNMR, GPC, TEM, SEM 및 AFM으로 특성 분석을 하였다. 블록 공중 합체에 기반하여 제작된 액추에이터는 1V 이하의 전압 자극에서 10 초 미만의 매우 빠른 응답으로 양호한 성능을 보였다. 이러한 결과는 블록 공중 합체가 잘 설계되었으며, 적절한 절차를 통해 이온 전기 활성 폴리머 액츄에이터가 성공적으로 제작되었음을 나타낸다.
