介電彈性體是一種當對材料施加高電場時會發(fā)生巨大變形并改變形狀的彈性體,。

彈性體是由“彈性”和“聚合物”兩個詞組合而成,，是指具有彈性的聚合物，典型的例子就是橡膠,。

介電彈性體是將電能轉(zhuǎn)換為機械動能的彈性體,。通常，介電彈性體需要具有較高的介電常數(shù),，并且相對較軟,，目前，人們正在利用其 的功能,，進行實用化的研究開發(fā),。

介電彈性體的應用

介電彈性體目前正處于研發(fā)階段。未來的應用包括各種執(zhí)行器

目前實際使用的執(zhí)行器大多以伺服電機型或液壓型為主,，轉(zhuǎn)換效率有限,。為了實現(xiàn)兼顧環(huán)境問題的脫碳社會，工業(yè)領域?qū)眯滦凸?jié)能技術的執(zhí)行器的需求日益增加,。

介電彈性體的能量轉(zhuǎn)換效率高,，有望應用于小型節(jié)能執(zhí)行器,。與壓電元件不同，介電彈性體因其發(fā)電功能（能量收集）而備受關注,，即使形狀的緩慢變化也能將其轉(zhuǎn)換為電能,，而其傳感器功能則利用了伴隨材料形狀變化的靜電電容的線性變化。

介電彈性體的原理

將可拉伸電極分別置于介電常數(shù)相對較高的彈性體材料的上下兩端,，并施加高電壓,。夾在兩個電極之間的介電結構充當電容器，庫侖力作用于彈性體,，對彈性體施加拉伸壓力,。施加于彈性體的壓力等于電壓乘以相對介電常數(shù)的平方，再除以電極間距離的平方,。

介電彈性體的結構

介電彈性體承受的壓力相對較大,。為了使彈性體材料能夠承受較大的應變，需要其柔軟且具有彈性,，通常使用丙烯酸和硅酮基材料,。

為了利用電容器的庫侖力作為動能來源，無論彈性體的形狀和膨脹如何變化,，電極都必須與彈性體保持持續(xù)接觸,。因此，候選電極材料包括金屬或石墨粉末,，或石墨和硅油的混合物,。

介電彈性體由電場驅(qū)動，電流小,，幾乎沒有熱損失,。驅(qū)動電場強，能量轉(zhuǎn)換效率高,。需要具有高介電擊穿強度的彈性體材料,，目前正在積極開展研究和開發(fā)。

介電彈性體的類型

介電彈性體致動器由夾在兩個電極之間的彈性體薄膜構成,。當對電極施加高電壓時,，電極之間的靜電引力會使彈性體薄膜在厚度方向收縮，在平面方向膨脹,。該變形可通過電控制,，因此可應用于設備和機器人的操作。

1. 額頭安裝式執(zhí)行器

該執(zhí)行器有兩個涂有介電彈性體的電極,。

2. 圓柱形執(zhí)行器

該執(zhí)行器由涂覆彈性體薄膜并將其纏繞在圓柱體上制成,，用于閥門和微型機器人。施加電壓后,，會在軸向產(chǎn)生力,，使其伸長,。它既可以纏繞在壓縮彈簧上使用，也可以不使用磁芯,。

3. 隔膜執(zhí)行器

隔膜充當致動器,。它被制成平面，并在 z 軸方向施加力,。

4.殼式執(zhí)行器

一種在彈性體薄膜特定位置連接多個電極的執(zhí)行器,，可以推動車輛在水或空氣中航行。施加電壓后,，彈性體薄膜會形成復雜的三維結構,。

5. 堆疊式執(zhí)行器

它是一種具有較大力和變形的層壓表面驅(qū)動器。

6. 厚度執(zhí)行器

該執(zhí)行器在z軸方向施加位移或力,。通過層疊平板膜,，可以增加z軸方向的位移。