CONSTRUCCION Y CARACTERIZACION MECANICA DE ACTUADORES DE POLIMEROS ELECTROACTIVOS

Abstract

La inspiración hacia la naturaleza y el avance científico han permitido que el hombre desarrolle constantemente tecnologías nuevas capaces de imitar las características mecánicas de los seres vivos, tal es el caso de los músculos, que es el generador de la fuerza motora de los animales. El músculo se contrae o se expande de acuerdo a pequeñas señales eléctricas que el cerebro le manda para definir el movimiento. Basándose en este principio es como los actuadores de polímeros electroactivos pueden llegar a realizar dicha caracterización mecánica de forma similar. Este reporte habla del desarrollo del proyecto “Construcción y caracterización mecánica de actuadores de polímeros electroactivos” pero antes de profundizar este tema primero se debe tener en claro algunos conceptos básicos para el entendimiento de este contenido. Primeramente un actuador es un dispositivo que tiene como objetivo transformar la energía en un movimiento mecánico, dicho movimiento en este proyecto será en forma lineal. La energía mencionada anteriormente por lo regular se basa en hidráulica o neumática pero en este proyecto el movimiento del actuador será un polímero alimentado por corriente eléctrica. Un polímero es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar grande, que comprende desde miles a millones de gramos, y por estar formado de muchas unidades que se repiten. El desarrollo de la química en los polímeros empezó en la década de 1920 con la investigación del comportamiento desconcertante de ciertos materiales, incluidos: la madera, la gelatina, el algodón y el hule [Chang et. al., 2010]. En 1990 comenzaron los estudios hacia los polímeros electroactivos (EAPs) o también llamados “músculos artificiales”, nombre que se le dio debido a que se comportan de manera similar a los músculos naturales. Estos polímeros tienen características muy atractivas: son ligeros, baratos, tolerantes a la fractura y flexibles [Bar-Cohen, 2004]. Generalmente, EAPs pueden inducir deformaciones que son dos veces más altas que un cerámico electroactivo, además, el tiempo de respuesta de los EAP es menor que el de las aleaciones con memoria, en la tabla 1 que se muestra a continuación podemos apreciar la comparación cualitativa entre el músculo natural y los actuadores comerciales [Pelrine, 2002].