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Estudo do comportamento em deformação de músculos artificiais baseados em polímeros eletroativos: propostas para melhoria de desempenho

Processo: 18/10843-9
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Mestrado
Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Carlos Henrique Scuracchio
Beneficiário:Matheus Colovati Saccardo
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Polímeros
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:estudos de deformação | Ipmc | músculos artificiais | Nafion | Polímeros eletroativos | Polímeros

Resumo

IPMC's (Ionomeric Polymer-Metal Composites ou Compósitos de Polímero Ionomérico-Metal) são materiais eletroativos compostos por uma membrana polimérica com elevada condutividade iônica entre eletrodos metálicos, e são capazes de modificar a sua forma e/ou sua dimensão em resposta a um estimulo elétrico. Por este motivo, apresentam grande potencial para serem utilizados como atuadores mecânicos com movimentos e características semelhantes a músculos biológicos ("músculos artificiais") e sensores dinâmicos em tamanhos variando entre as escalas micro e macro. Os atuadores IPMC's possuem inúmeras vantagens com relação aos atuadores mecânicos convencionais, tais como elevada flexibilidade, leveza, maciez, capacidade para miniaturização e biocompatibilidade. No entanto, estes dispositivos apresentam algumas limitações, tais como variações no comportamento deformacional em ambientes com diferentes umidades, deformação lenta devido ao tempo para a migração de cargas e moléculas, necessidade de uma maior compreensão da relação tensão elétrica aplicada e a resposta mecânica ao estímulo e baixa replicabilidade, inviabilizando a produção em larga escala. Dentro deste contexto, este trabalho tem por objetivo principal propor procedimento para investigação do comportamento de deformação de músculos artificiais utilizando identificação de padrões de filmagem destes componentes durante sua atuação. Este estudo irá auxiliar no entendimento dos mecanismos eletromecânicos que atuam no IPMC, permitindo, inclusive, uma análise crítica dos modelos fenomenológicos mais aceitos que tentam explicar seu comportamento.

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Publicações científicas (7)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ARIEL GUSTAVO ZUQUELLO; MATHEUS COLOVATI SACCARDO; ROGER GONÇALVES; KAIQUE AFONSO TOZZI; RAFAEL BARBOSA; LAOS ALEXANDRE HIRANO; CARLOS HENRIQUE SCURACCHIO. PI Controller for IPMC Actuators Based on Nafion®/PT Using Machine Vision for Feedback Response at Different Relative Humidities. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 25, . (20/02696-6, 18/09761-8, 18/10843-9, 18/07001-6)
GONCALVES, R.; TOZZI, K. A.; SACCARDO, M. C.; ZUQUELLO, A. G.; SCURACCHIO, C. H.. Nafion-based ionomeric polymer/metal composites operating in the air: theoretical and electrochemical analysis. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 24, n. 8, SI, . (18/10843-9, 18/09761-8)
SACCARDO, MATHEUS COLOVATI; ZUQUELLO, ARIEL GUSTAVO; GONCALVES, ROGER; TOZZI, KAIQUE AFONSO; BARBOSA, RAFAEL; HIRANO, LAOS ALEXANDRE; SCURACCHIO, CARLOS HENRIQUE. Electromechanical Evaluation of Ionomeric Polymer-Metal Composites Using Video Analysis. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 24, n. 2, . (18/10843-9, 18/09761-8, 20/02696-6, 18/07001-6)
SACCARDO, MATHEUS COLOVATI; ZUQUELLO, ARIEL GUSTAVO; TOZZI, KAIQUE AFONSO; GONCALVES, ROGER; HIRANO, LAOS ALEXANDRE; SCURACCHIO, CARLOS HENRIQUE. Counter-ion and humidity effects on electromechanical properties of Nafion (R)/Pt composites. Materials Chemistry and Physics, v. 244, . (18/10843-9, 18/09761-8, 18/07001-6)
TOZZI, K. A.; GONCALVES, R.; BARBOSA, R.; SACCARDO, M. C.; ZUQUELLO, A.; SGRECCIA, E.; NARDUCCI, R.; SCURACCHIO, C. H.; DI VONA, M. L.. Improving electrochemical stability and electromechanical efficiency of ipmcs: tuning ionic liquid concentration. Journal of Applied Electrochemistry, v. 53, n. 2, p. 15-pg., . (18/09761-8, 18/07001-6, 20/02696-6, 18/10843-9)
ZUQUELLO, ARIEL GUSTAVO; SACCARDO, MATHEUS COLOVATI; GONCALVES, ROGER; TOZZI, KAIQUE AFONSO; BARBOSA, RAFAEL; HIRANO, LAOS ALEXANDRE; SCURACCHIO, CARLOS HENRIQUE. PI Controller for IPMC Actuators Based on Nafion (R)/PT Using Machine Vision for Feedback at Different Relative Humidities. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 25, p. 12-pg., . (18/09761-8, 20/02696-6, 18/07001-6, 18/10843-9)
GONCALVES, R.; TOZZI, K. A.; SACCARDO, M. C.; ZUQUELLO, A. G.; SCURACCHIO, C. H.. Nafion-based ionomeric polymer/metal composites operating in the air: theoretical and electrochemical analysis. Journal of Solid State Electrochemistry, v. 24, n. 8, p. 12-pg., . (18/10843-9, 18/09761-8)