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Synthesis and characterization of composites based on ionic polymer and metal, applied to robotic actuators

Grant number: 09/09928-0
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Doctorate
Start date: October 01, 2009
End date: May 31, 2013
Field of knowledge:Engineering - Materials and Metallurgical Engineering - Nonmetallic Materials
Principal Investigator:Carlos Henrique Scuracchio
Grantee:Laos Alexandre Hirano
Host Institution: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André , SP, Brazil

Abstract

Este projeto encontra-se no contexto das pesquisas envolvendo os materiais classificados como músculos artificiais. Estes atuadores especiais são desenvolvidos com o objetivo de reproduzir os movimentos complexos realizados pelos músculos biológicos, visando uma melhor adaptação na execução de tarefas e a otimização no consumo de energia. Os movimentos realizados por músculos artificiais exigem um número elevado de graus de liberdade, o que inviabiliza o emprego de atuadores tradicionais baseados em motores elétricos, juntas e engrenagens. Neste projeto, deseja-se estudar compósitos eletroativos de polímero iônico e metal - IPMC (do inglês Ionomeric Polymer - Metal Composites) voltados à construção de atuadores robóticos. O emprego de materiais dessa classe permite a obtenção de atuadores que apresentam características importantes: leveza, maleabilidade, suavidade de movimentos, e são ativados com um campo elétrico de baixa magnitude. Estas características funcionais apontam para aplicações bem sucedidas em robótica biomórfica, micro-robótica, micro-atuadores e bioengenharia. O projeto apresenta uma breve revisão sobre o IPMC, e uma discussão sobre procedimentos de síntese e testes de caracterização inicial de comportamento mecânico, térmico e elétrico, focando sua aplicação em atuadores robóticos. As principais propostas de investigação compreendem inovações nos métodos de síntese de amostras com propriedades inéditas, e a elaboração de modelos matemáticos que vinculam o desempenho eletromecânico do IPMC em função de alguns parâmetros importantes, a partir de resultados experimentais. Dentre os vários parâmetros importantes, destacam-se as relações entre tensão/corrente de excitação, temperatura, fatores geométricos e particularidades dos procedimentos de preparação de amostras. (AU)

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Scientific publications
(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)
HIRANO, LAOS A.; ESCOTE, MARCIA T.; MARTINS-FILHO, LUIZ S.; MANTOVANI, GERSON L.; SCURACCHIO, CARLOS H.. Development of Artificial Muscles Based on Electroactive Ionomeric Polymer-Metal Composites. ARTIFICIAL ORGANS, v. 35, n. 5, p. 478-483, . (09/09928-0)
HIRANO, LAOS ALEXANDRE; ACERBI, LENIN WAGNER; KIKUCHI, KUNITOMO; TSUCHITANI, SHIGEKI; SCURACCHIO, CARLOS HENRIQUE. Study of the Influence of the Hydration Level on the Electromechanical Behavior of Nafion Based Ionomeric Polymer-metal Composites Actuators. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 18, n. 2, p. 154-158, . (09/09928-0)