聚氯乙烯凝胶致动器的研究进展：材料、结构及应用

张弛1，张博1，孙岩辉1，钦建国2，朱子才3，唐振华1,4，刘学婧2（1.长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室；2.西安工程大学机电工程学院；3.西安交通大学机械工程学院；4.重庆大学航空航天学院）

摘要：聚氯乙烯(PVC) 凝胶是一类能够在电场激励下产生收缩、弯曲、面内扩张等多种变形模式的高分子聚合物，具有响应快、成本低、质量轻、力电转换效率高等优点，是一种理想的人工肌肉。本文综述了PVC 凝胶近些年的发展现状，包括材料的组成、性能优化、制备工艺、新型构型设计及应用。重点介绍了通过掺杂功能添加剂来提升PVC 凝胶的机电性能，以及利用3D 打印、热熔成型等新型制备工艺实现PVC 凝胶材料的快速制备。在传统阳极吸附型PVC 凝胶致动器构型基础上，详细讨论了基于静电压缩和静电液力耦合驱动两种原理所设计的新型PVC 凝胶致动器。随后，系统介绍了PVC 凝胶致动器在柔性驱动、医疗和光学这三个领域的应用。最后，对PVC 凝胶材料现阶段所遇到的技术瓶颈及发展趋势进行了讨论。

关键词：聚氯乙烯凝胶；智能材料；柔性驱动；3D打印；光学