[发明专利]电活性致动器、包括其的机械装置以及聚合物电解质

权利要求书

1.一种电活性致动器，所述电活性致动器包括：

聚合物电解质和电极，所述电极被构造为向聚合物电解质施加电场，其中，聚合物电解质包括包含导电嵌段和非导电嵌段的自组装嵌段共聚物、与自组装嵌段共聚物形成单一离子导体的化合物以及两性离子，

其中，自组装嵌段共聚物包括至少一部分被磺化的苯乙烯嵌段作为导电嵌段，

其中，与自组装嵌段共聚物形成单一离子导体的化合物包括咪唑化合物，

其中，两性离子包括磺酸基作为阴离子成分，

其中，聚合物电解质具有大于10的介电常数。

2.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，自组装嵌段共聚物具有层状结构、六方柱状结构、回转结构或它们的组合。

3.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，自组装嵌段共聚物包括磺化苯乙烯嵌段作为导电嵌段，基于苯乙烯嵌段的结构单元的总摩尔数，磺化的程度为大于或等于10mol％。

4.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，自组装嵌段共聚物包括包含亚烷基重复单元的嵌段作为非导电嵌段。

5.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，自组装嵌段共聚物的每个导电嵌段具有10kg/mol至100kg/mol的重均分子量。

6.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，与自组装嵌段共聚物形成单一离子导体的化合物包括由化学式1表示的化合物、由化学式2表示的化合物或它们的组合：

化学式1

化学式2

其中，在化学式1和化学式2中，

R¹和R²独立地为氢或者C1至C30直链或支链烷基。

7.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，两性离子由化学式3表示：

化学式3

其中，在化学式3中，

R³由化学式3-1至式3-4中的任意一个表示，

化学式3-1

化学式3-2

化学式3-3

化学式3-4

其中，在化学式3-1至式3-4中，

R⁴至R⁹独立地为取代或未取代的C1至C10烷基，

L¹为C1至C30亚烷基、包括至少一个双键的C2至C30亚烯基或者包括至少一个三键的C2至C30亚炔基，

X为SO₃^-。

8.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，两性离子为由化学式4至化学式6表示的至少一种：

化学式4

化学式5

化学式6

9.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，在聚合物电解质中以1:3至3:1的摩尔比包括与自组装嵌段共聚物形成单一离子导体的化合物和两性离子。

10.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，聚合物电解质具有聚合物薄膜的形式。

11.根据权利要求1所述的电活性致动器，其中，被构造为将电场施加到聚合物电解质的电极是单壁碳纳米管电极、多壁碳纳米管电极、PEDOT:PSS导电聚合物电极、金属电极或它们的组合。

12.一种机械装置，所述机械装置包括权利要求1所述的电活性致动器。

13.根据权利要求12所述的机械装置，其中，所述机械装置是传感器或人造肌肉。