介电弹性体材料的新理解及其在全柔性人工心脏的应用（英文）

作者：武文杰; 张双琨; 吴战鹏; 秦司晨; 李凡珠^*; 宋天夫; 曹霞; 王中林^*; 张立群^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(10): 981-990.

介电弹性体材料是指在电场下可以发生形变的弹性体材料,通常认为,介电弹性体在电场下的电致形变是由麦克斯韦应力挤压造成的,是力引发的应变.然而按照这一理论,不同介电弹性材料的理论形变和实际形变差别很大,毫无相关性.本文提出了一个用于解释其电致形变的新模型.该模型认为介电弹性体的电致形变是电场直接引发的:首先高分子链上的偶极在电场下被取向,而后拖拽高分子主链运动,造成构像的变化,最终产生电致形变.依据这一模型,可以很好地解释以往理论无法解释的问题.而后基于这一模型,设计合成了一种聚膦腈介电弹性体材料.该材料在不做预拉伸的情况下,可以达到80%的电致形变,具有目前最好的综合性能.最后基于该聚膦腈材料,设计制备了一种新型的全柔性人工心脏模型,其具有和人体心脏完全相同的工作特性,有望用于制备全柔性人工心脏.

• 单位
  有机无机复合材料国家重点实验室; 北京化工大学; 华北电力大学; 北京科技大学