电纺制备Fe_(3)O_(4)/PVA磁性人工肌肉及性能研究

摘要

为解决微机电系统中执行器的非接触式远程控制问题,本文主要对电纺制备Fe_(3)O_(4)/PVA磁性人工肌肉及其性能进行研究。采用静电纺丝技术,制备出具有磁性的Fe_(3)O_(4)/PVA复合纳米纤维,并通过卷曲和绞制操作,进一步制得纳米绳索。同时,利用综合物理性质测量系统(PPMS-VSM),对制备的Fe_(3)O_(4)/PVA复合纳米纤维进行磁性表征,并采用Matlab软件进行仿真计算,利用有限元方法模拟了永磁体周围的磁场分布。实验结果表明,所制备的Fe_(3)O_(4)/PVA复合纳米纤维具有超顺磁性,表现出对磁场的响应特性,说明,Fe_(3)O_(4)/PVA纳米绳索可应用于人工肌肉执行器,且该人工肌肉的反应随着磁场的增加而迅速增加,但该人工肌肉受力不均匀。通过分析磁体周围的磁场梯度变化,解释了力随着磁场的增加而增加的现象。该研究为微纳米人工肌肉的进一步研究提供了理论依据。