Uusia aktiivisia polymeerejä

Usean instituutin tutkijoista koostunut tutkijaryhmä on kehittänyt uuden elektroaktiivisen polymeerimateriaalin, joka voi muuttaa muotoa ja kokoa kun se altistetaan suhteellisen pienelle sähkökentälle.

Kehitystyö avaa tietä sovelluksille mikrorobotiikasta haptiikkaan, optiikkaan, mikrofluidiikkaan ja puettavaan teknologiaan.

"Dielektriset elastomeerit ovat herkin sähköaktiivinen polymeeri sen suhteen mitä on saavutettavissa venyminä, mutta kaksi isoa estettä on tehokkaasti estänyt älykkäiden materiaalien yhteisöä käyttämästä niitä kaupallisissa laitteissa", toteaa North Carolina State Universityn professori Richard J. Spontak.

Nykyisin nämä materiaalit tarvitsevat vähintään 100 kilovolttia per millimetri suuruisia sähkökenttiä toimiakseen mutta uudella materiaalilla voidaan toimia noin 10 kilovolttia per millimetrin jännitekentillä. Lisäksi ne vaativat sopivan esijännityksen oikein toimiakseen.

Uusi materiaali koostuu yhdestä komponentista, joka tavallaan tuottaa jo molekyylitasolla esijännityksen. Uusi materiaali on silikonielastomeeriä, jota ei ole vaikea valmistaa.

Eräs toinen kansainvälinen joukko tutkijoita on koonnut aiempaan tutkimukseensa tukeutuen polymeerimateriaaleja, jotka muuntavat ultraviolettivalon suoraan liikkeeksi ilman elektroniikkaa tai muita perinteisiä menetelmiä.

Yksi esteitä kehittää pienoiskokoisia pehmeitä robotteja on tarve sisäisestä teholähteestä, jolla voitetaan teho-painosuhde tehokkaaseen liikkumiseen.

Muutkin tutkimukset ovat ehdottaneet ympäristön energiavarojen käyttöä kuten magneettikenttiä, akustiikkaa, lämpöä liikkeen tuottamiseksi ilman lisärakenteita.

Nyt Pittsburghin professori Ravi Shankar voi todeta, että valo on miellyttävämpi, koska se on nopea ja tehokkaasti kohdistettavissa mekaanisen vasteeseen.

Näiden polymeerien valoliikkuvuus on seurausta niiden spontaanista kierteelle menosta, kun se altistetaan UV-valolle. Yksinkertaisen liikkumisen lisäksi polymeeri eteni 15 asteen kulmassa olevalla lasilevyllä.