Os robôs poderão em breve fazer uso de “músculos” de plástico graças a um novo polímero ferroelétrico que se destaca na conversão de energia elétrica em movimento, de acordo com pesquisa liderada pela Penn State.
A pesquisa, publicada na revista Natural Materials, descobriu que os nanocompósitos de polímeros ferroelétricos podem superar os compósitos de polímeros piezoelétricos tradicionais para criar controladores de movimento de alto desempenho. As aplicações podem incluir robótica avançada, dispositivos médicos e sistemas de posicionamento de precisão.
“Potencialmente, agora podemos ter um tipo de robótica macia que chamamos de músculo artificial”, disse o coautor do estudo Qing Wang, professor de ciência e engenharia de materiais da Penn State. “Isso nos permitiria ter matéria mole que pode suportar uma carga alta, além de uma grande tensão. Portanto, esse material seria mais uma imitação do músculo humano, algo próximo ao músculo humano”.
Os atuadores macios habilitados por este material podem substituir os materiais rígidos tradicionais, permitindo maior flexibilidade. Os atuadores mudam de forma quando uma força externa – como uma carga elétrica – é aplicada.
No entanto, os atuadores de polímero ferroelétrico normalmente requerem um campo de condução muito alto para realizar a mudança de forma. Os pesquisadores liderados pela Penn State superaram esse obstáculo desenvolvendo um nanocompósito de polímero ferroelétrico percolativo e anexando-o ao fluoreto de polivinilideno para criar uma rede de pólos no polímero: O resultado: a mudança de forma foi induzida com menos de 10% da energia normalmente necessária para mudança de fase ferroelétrica.
“Este novo material pode ser usado para muitas aplicações que exigem um campo de condução baixo para ser eficaz, como dispositivos médicos, dispositivos ópticos e robótica leve”, disse Wang.