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

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.