Elastómeros accionados eléctricamente de alta velocidad con una deformación superior al 100%

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La ciencia de los polímeros es la ciencia de los polímeros.
• Ingeniería Eléctrica Ingeniería Eléctrica.

Sus antecedentes:

• Los elastómeros dieléctricos se utilizan en actuadores eléctricos, produciendo deformaciones de hasta un 30-40% cuando se aplica voltaje.
• Las fuerzas electrostáticas causan la compresión del grosor y la expansión del área en las películas dieléctricas de elastómero.
• El rendimiento de estos actuadores puede ser potencialmente mejorado.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el efecto del entrenamiento previo en el rendimiento de los actuadores dieléctricos de elastómero.
• Para lograr deformaciones actuadas más altas y densidades de energía en dispositivos de polímero electroactivo.

Principales métodos:

• Fabricación de películas dieléctricas de elastómero (siliconas, acrílicos) recubiertas con electrodos compatibles.
• Aplicación de voltaje para inducir la activación.
• Implementación de técnicas de preentrenamiento uniaxial y biaxial en las películas de elastómero.

Principales resultados:

• Las películas de elastómeros dieléctricos de pre-retención condujeron a una mejora significativa de las cepas accionadas, alcanzando hasta el 117% para las siliconas y el 215% para los acrílicos.
• El rendimiento del elastómero de silicona, en términos de deformación, presión y tiempo de respuesta, superó al del músculo natural.
• Las densidades de energía específicas alcanzadas fueron sustancialmente más altas que las de otros materiales accionados por campo.

Conclusiones:

• El prestrein es un factor crítico para mejorar el rendimiento de los actuadores dieléctricos de elastómero.
• Estos polímeros electroactivos de alto rendimiento demuestran potencial para aplicaciones que requieren una activación rápida y de alta tensión.
• La tecnología ofrece una alternativa prometedora a los métodos de accionamiento existentes debido a su superior densidad de energía y tiempo de respuesta.