基本信息
- 项目名称：
- 光致变形材料及光驱动马达的制作与应用
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 这是一台新型光驱动马达。它的主体部分采用了形变率可高达150%的光致变形材料，在光照下马达可以转动并输出动能。本作品利用其与螺旋桨配合，并用来驱动船模，制作了一艘光驱动船模。
- 详细介绍：
- 本作品采用廉价易得的聚乙烯、炭黑、二氧化钛、玻璃纤维等原料，利用不同色素对吸光敏感性的差异，结合线膨胀系数和弹性模量的匹配，成功地制备了一种形变效果高达150%的新型光致变形材料。 在该光致变形材料的基础上，利用光照前后重力矩的差制作了结构简单，可以实现太阳能向动能的直接转化的光驱动马达。 因为考虑到样片由伸直状态恢复弯曲的速度以及阻力因素，决定将制作的光驱动马达应用于船模，推动船模的运动。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目前，太阳能利用一般需要经历发电、蓄电、输变电环节，最后再通过马达将电能转化为动能输出，整个过程不仅需要大量的设备和技术投资，而且能源利用率极低。做一个简单的测算：太阳能电池的效率一般在10%以下，从蓄电到输变电至少损失30%电能，如果马达的效率为50%，那么太阳能在整个系统中的利用率不到3.5%。 光致变形材料可以将太阳能直接转变为动能，光驱动马达有可能大幅度提高太...(查看更多)
科学性、先进性
- 1.本实验中制备的新型光致变形材料可以在太阳光或红外光照射下驱动，其形变量可达150%以上，可望高效率利用太阳能直接输出动能，而现有的光致变形材料形变量在20%以下，且全部需要高能的紫外光驱动； 2.现有的光致变形材料一般采用精密合成技术，在分子链上接枝光敏基团，制备过程精细、复杂，成本昂贵，而本项目采用通用原材料及成型加工设备，制作简便、成本低廉； 3.现有的光致变形材料在绝大...(查看更多)
获奖情况及鉴定结果
- 1.2008年3月 获华东理工大学“大学生课余研究计划（USRP）”优秀论文； 2.2008年11月 立项为国家“大学生创新性实验计划”课题； 3.2009年6月 获第十一届上海市大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型、现场演示、图片、录像、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该实验制备的光致变形材料在光照下会由原本的弯曲状态伸直，撤去光源后材料恢复原状。光驱动马达在光照下会发生转动，不仅可以直接将太阳能转化成机械能供人们利用，而且极大的提高了太阳能的利用率。制备光致变形材料的基体LDPE无毒无污染，取材简单，且材料在正常光照下变形明显，性能稳定，具有极大的实用性。本实验对材料的结构及性能进行了测量与计算，根据实际情况制成了光驱动马达，并用其驱动...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 光致变形材料的研究始于上世纪60年代。Merian等最早提出利用光异构化来改变聚合物材料的尺寸大小。他们将尼龙纤维用偶氮苯染料染色，发现具有0.1%光致收缩率。2001年，德国弗赖堡大学Finkelmann等人利用含偶氮苯的高分子液晶弹性体开发出了具有10%光致伸缩率的新型材料。 2003年，东京工业大学Yu和Ikeda等人发现，一种主要成分为偶氮苯的塑料经紫外线照射...(查看更多)
