Elektroaktív polimerek fejlesztése
Intelligens anyagoknak azokat a funkcionális anyagokat nevezzük, amelyek érzékelik a közvetlen környezetük fizikai, kémiai állapotának egy vagy több jellemzőjét, e jeleket feldolgozzák, majd ezekre állapotuk jelentős megváltozásával, gyors és egyértelmű választ adnak [1]. Az elektroaktív polimerek (EAP) az intelligens polimerek csoportjába sorolhatók, amelyek közel állnak az élő anyagokhoz mégis mesterségesek. Az elektroaktív polimerek, olyan polimerek, amelyek elektromos jel hatására az alakjukat és méretüket megváltoztatják. Ez az elektromos jel általában egységugrás jellegű, azaz folytonos és változatlan értékű.
Az irodalomkutatás során áttekintjük az elektroaktív polimerek két fő csoportját, a dielektromos és ionos elektroaktív polimereket és azok jelentősebb altípusait (folyadékkristályos elasztomerek, elektrostriktív elasztomerek, ionos fém-polimer kompozitok, konduktív polimerek, szén nanocsövek, elektroreológiai folyadékok). Ezután ismertetünk néhány jelenlegi alkalmazási területet és kutatási eredményt. Egy jövőbeli alkalmazási terület lehet a műizom készítés, mert ezekből az anyagokból könnyebben kialakíthatók természetes izomhoz hasonló struktúrák [2].
A TDK dolgozat célja elektroaktív szál előállítása elektroszál-képzéssel és annak vizsgálata. Kedvező tulajdonságai miatt a polivinilidén fluoridot választottuk alapanyagként, amely permanens polarizáció után piezoelektromossá válik. A PVDF egy könnyen feldolgozható, hőre lágyuló polimer, amelynek nagy az ellenállósága a vegyi anyagokkal szemben magas hőmérsékleten is és kivételes az UV- és sugárzás stabilitása. Kísérleteinkkel bemutatjuk, hogy a létrehozott anyag miként viselkedik elektromosság hatására, hogyan és milyen mértékben változtatja alakját és tulajdonságait.
[1] Zrínyi M.: Intelligens anyagok. Magyar Tudomány 6, 697-704 (1999).
[2] Bar-Cohen J.: Electro-active polymers: current capabilities and challenges.
Paper number 4695-02. Proceedings of the SPIE Smart Structures and Materials Symposium, EAPAD Conference, San Diego, CA, March 18-21 (2002).
szerzők
-
Drén Hanna
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Balázs Eszter
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc) -
Bagi Adrienn
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Czigány Tibor
egyetemi tanár, Polimertechnika Tanszék -
Dr. Tamás-Bényei Péter
adjunktus, Polimertechnika Tanszék