一个离子电活性聚合物在静态情况下的模型验证
摘要：电吸湿聚合物（IPMCs）由两侧涂覆着金属电极薄层的Nafion（R）离子聚合物薄膜组成。当聚合物与水饱和时，聚合物完全解离，释放出小离子而阴离子仍与聚合物链结合。当该条带受到正交电场的作用时，阳离子向负电极迁移，通过渗透作用带走水分。这导致带子弯曲。我们以前曾根据不可逆过程的热力学建立了一种对该系统进行建模的方法。本文中，我们使用该模型对带子的弯曲进行数值模拟。由于挠度幅度较大，我们使用了大位移的梁模型。此外，材料的介电常数可能随离子浓度增加。因此，我们对三种介电常数模型进行了测试。我们绘制了阳离子浓度、压力、电势和感应的剖面，并研究了带子几何形状对尖端位移和阻塞力的影响。我们获得的结果与文献中的实验数据非常吻合。这些量随所施加电势的变化使我们能够区分这三种模型。
作者：Mireille Tixier (LMV), Jo"el Pouget (DALEMBERT)
论文ID：2101.10146
分类：Classical Physics
分类简称：physics.class-ph
提交时间：2021-01-26