Electromechanical Evaluation of Ionomeric Polymer-Metal Composites Using Video Analysis

Autor(es)

Saccardo, Matheus Colovati ^[1] ; Zuquello, Ariel Gustavo ^[1] ; Goncalves, Roger ^[1] ; Tozzi, Kaique Afonso ^[1] ; Barbosa, Rafael ^[1] ; Hirano, Laos Alexandre ^[2] ; Scuracchio, Carlos Henrique ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed Sao Carlos, Programa Posgrad Ciencia & Engn Mat, Rod Washington Luiz, Km 235, BR-13565905 Sao Carlos, SP - Brazil

^[2] Univ Fed Alfenas, Inst Ciencias & Tecnol ICP, Pocos De Caldas Alfenas, MG - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS; v. 24, n. 2 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Ionomeric Polymer-Metal Composites (IPMC) are smart materials whose electromechanical behavior depends on the electrical stimulus intensity, membrane hydration level, and ionic migration. This paper investigates the effects of the voltage, relative humidity, and counterion type (Li+ and IC+) on a Nafion-based IPMC performance. Instrumentation capable of applying an electrical stimulus and measuring the electromechanical response was developed. The ionic conductivity was obtained using Electrochemical Impedance Spectroscopy. Complementary SEM analyses were performed before and after actuation cycles. The IPMC performance improved when the electrical stimulus was 5.00 V, RH = 90%, and Li+ was used. The IPMC-Li sample is an excellent candidate to be used as an actuator since it exhibited fast actuation movement, considerable displacement, and no evident back-relaxation. However, its mechanical performance decreased over time because of a progressive increase in platinum electrode crack density and dehydration. The video analysis technique is an efficient, effective, and low-cost technique. (AU)

• Processo FAPESP: 18/10843-9 - Estudo do comportamento em deformação de músculos artificiais baseados em polímeros eletroativos: propostas para melhoria de desempenho
• Beneficiário: Matheus Colovati Saccardo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/09761-8 - Estudo e desenvolvimento de compósitos de metal/polímero iônico para aplicação em atuadores e sensores visando baixo custo e alta performance
• Beneficiário: Roger Gonçalves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/02696-6 - Síntese e caracterização de músculos artificiais baseados em copolímeros em bloco do tipo SBS com sulfonação seletiva das fases
• Beneficiário: Matheus Colovati Saccardo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/07001-6 - Estudo e caracterização de polímeros condutores iônicos utilizados como músculos artificiais: propostas para melhoria de desempenho
• Beneficiário: Carlos Henrique Scuracchio
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular