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Síntese e caracterização de compósitos eletroativos baseados em polímero iônico e metal aplicados a atuadores robóticos

Processo: 09/09928-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2009
Vigência (Término): 31 de maio de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Carlos Henrique Scuracchio
Beneficiário:Laos Alexandre Hirano
Instituição-sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Polímeros (materiais)   Membros artificiais

Resumo

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)

Publicações científicas
(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)
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, DEC 2015. Citações Web of Science: 1.
LAOS ALEXANDRE HIRANO; LENIN WAGNER ACERBI; KUNITOMO KIKUCHI; SHIGEKI TSUCHITANI; CARLOS HENRIQUE SCURACCHIO. 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, p. 154-158, Dez. 2015.
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, MAY 2011. Citações Web of Science: 12.

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