The Ionic Polymer Metal Composite (IPMC) is one of the electroactive polymer (EAP) have potential application as micro actuators. In this study, IPMC is used as actuator to control of the direction for the endscopic microcapsule. Because it bends in water and wet conditions by applying a low voltage $(1\sim3\;V)$ to its surfaces. The basic characteristics and the static modeling of IPMC are discussed. Also the dynamic modeling is performed using the Lagrange' equation. Computer simulation results show that the performed modeling guarantee similarity of actual system.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.20
no.4
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pp.39-48
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2003
The Ionic Polymer Metal Composite (IPMC) is one of the electroactive polymer (EAP) have potential application as micro actuators. In this study, IPMC is used as actuator to control of the direction for the endscopic microcapsule. Because it bends in water and wet conditions by applying a low voltage (1∼3 V) to its surfaces. The basic characteristics and the static modeling of IPMC are discussed. Also the dynamic modeling is performed using the Lagrange' equation. Computer simulation results show that the performed modeling guarantee similarity of actual system.
Park, Yunjae;Choi, Hyonkwang;Im, Kihong;Kim, Seonpil;Jeon, Minhyon
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2014.02a
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pp.386.1-386.1
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2014
The ionic polymer-metal composite (IPMC), a type of electro-active polymer material, has received enormous interest in various fields such as robotics, medical sensors, artificial muscles because it has many advantages of flexibility, light weight, high displacement, and low voltage activation, compare to traditional mechanical actuators. Mostly noble metal materials such as gold or platinum were used to form the electrode of an IPMC by using electroless plating process. Furthermore, carbon-based materials, which are carbon nanotube (CNT) and reduced graphene-CNT composite, were used to alter the electrode of IPMC. To form the electrode of IPMC, we employ the synthesized graphene on copper foil by chemical vapor deposition method and use the transfer process by using a support of PET/silicone film. The properties of graphene were evaluated by Raman spectroscopy, UV/Vis spectroscopy, and 4-point probe. The structure and surface of IPMC were analyzed via field emission scanning electron microscope. The fabricated IPMC performance such as displacement and operating frequency was measured in underwater.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2007.11a
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pp.718-721
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2007
The ionic-polymer-metal-composite actuators have the best merit for bio-mimetic locomotion because of their large bending performance. Especially, they have the advantage for mimicking a fish-like motion because IPMCs are useful to be actuated in water. So we have developed IPMC actuators with multiple electrodes for realization of biomimetic motion. This actuator is fabricated by combining electroless plating and electroplating techniques capable of patterning precisely and controlling a thickness of Pt electrode layer. The FRF analysis was conducted by a mechanical shaker and direct electrical excitation which is based on sweep sine wave function. From this result, the proper young‘s modulus of Platinum was investigated and applied on expecting the vibration characteristics of patterned IPMC actuator. The calculated maximum displacement of the patterned IPMC was 2.32mm under an applied 4mN/mm. The natural frequency was increased however displacement was decreased in according to increase a thickness of Pt.
Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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2005.11a
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pp.117-120
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2005
The relationship between strain and applied potential was derived for composite actuators consisting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) and conductive polymers (CPs). During deriving the relationship, an electrochemical ionic approach is utilized to formulate the electromechanical actuation of the composite film actuator. The results show that the well-aligned SWNTs composite actuator can give good actuation responses and high actuating forces available. The actuation is found to be affected by both SWNTs and CPs components and the actuation of SWNTs component has two kinds of influences on that of the CPs component: reinforcement at the positive voltage and abatement at the negative voltage. CNT/EAP was fabricated successfully using the chemical polymerization method.
The ionic Polymer Metal Composite (IPMC) is one of the electroactive polymers (EAP) that was shown to have potential application as an actuator It bends by applying a low voltage current (1∼3 V) to its surfaces when containing water In this paper, the basic characteristics and the static & dynamic modeling of IPMC is discussed. In modeling and analysis, the equations of motion, which describe the total dynamics of the system, are driven. To control the position of the IPMC actuator, an adaptive fuzzy algorithm is used. IPMC is a time varying system because the some parameters vary with the passage of time. In this paper, the modeling and control of IPMC is introduced.
As one of electro active polymers for soft smart materials, the ionic polymer metal composites (IPMC) are easy to produce through chemical reduction processing and show high displacements at low voltage. When the IPMC actuates, the deformation depends on a few factors including the structure of based membrane, species and morphology of the metal electrodes, the nature of cations and the level of hydration. As previously published, we have been studying on improvement of actuation through surface electrode modification of IPMC to grasp the effect of electrode morphology on actuation. This study is comparative experiments through the chemical reaction and deposition by ion beam assisted deposition (IBAD) in order to prepare the very thin and homogeneous surface electrode of IPMC. The IPMCs were prepared with different surface roughness of polymer membrane, and the influence of the surface roughness on the actuation was studied. By investigating the electrical properties and driving displacement, the actuating properties of IPMC with different surface roughness were studied.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.36
no.4
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pp.1253-1258
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2019
The solid-state electrolyte based on polymer is applicable to various electrochemical devices including supercapacitor, battery, sensor, actuator and has great attention to develop its ionic conductivity from conventional polymer electrolyte by uisng wide range of ionic liquids. The research about ion gel as a solid state electrolyte with the ionic liquid has focused on the wearable and flexible electronic device to use as the high electrical and electrochemical performances, mechanical strength of polymer. In this work, we have investigated and developed solid-state electrolyte based on the ionic liquid and polymer with enhanced ionic conductivity and stability.
Ionic polymer-metal composite (IPMC) actuator generates bending actuation via ion/water flux to the cathode side under an electric field. Polyelectrolytes in IPMC should possess high water-retention capability, proton conductivity, and Young's modulus. In this study. for endowing IPMCs with these properties, Nafion-alumina composite membranes containing $\alpha$- or $\gamma$-aluminas of $4{\sim}8$ wt% were prepared. Mechanical moduli of Nafion-alumina composite membranes were $7{\sim}3$ MPa higher than that of Nafion, with the slight decrease in proton conductivity. At DC 3 V. the actuation performance of the Nafion-$\alpha$-alumina (8 wt%)-IPMC was superior to that of the typical Nafion-IPMC. exhibiting 2.7 times the displacement with an enhanced blocking force. The enhanced actuation performance with the Nafion-$\alpha$-alumina composite membranes was attributed to the higher proton conductivity, the elevated ion/water flux, and the lower interfacial electric resistance of platinum electrodes and membrane, compared with those containing $\gamma$-alumina.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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