Desenvolvimento de atuadores baseados em polímeros responsíveis e biomiméticos

Abstract

Polímeros biomiméticos e responsíveis são tecnologias emergentes e que devem alavancar o desenvolvimento de diversas áreas, dentre elas a da Engenharia Biomédica. Entre essas tecnologias, os Polímeros Eletroativos (EAPs) chamam a atenção pois mimetizam músculos artificiais, na medida em que o polímero passa ao papel de atuador, após receber um estímulo elétrico. Entre os EAPs disponíveis, os EAPs iônicos se destacam, pois, além da capacidade eletromecânica, apresentam ainda grande deformação na presença de uma baixa tensão elétrica e baixa impedância. Eletricamente, possuem o comportamento de um circuito Capacitivo- Resistivo. Dessa maneira, o objetivo deste trabalho foi elaborar um dispositivo a partir de uma blenda polimérica biomimética eletrolítica, utilizando para tanto, polímeros naturais, que associada a eletrodos, produzisse um atuador que permita a reversibilidade do movimento obtido. Este projeto foi executado em nove etapas, a partir da construção de um dispositivo padrão (DP). Para tanto, foram elaborados oito novos dispositivos EAP iônicos – denominados D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 e D8 – os quais diferenciaram entre si pelos eletrodos e eletrólitos utilizados. Estes dispositivos foram avaliados em ensaios para detecção da passagem da corrente elétrica (sendo este teste eliminatório para os eletrodos produzidos) e testes de movimentação dos dispositivos. As Blendas Poliméricas utilizaram Polímeros Sintéticos (Polianilina e Poliestireno sulfonato); metais (folhas de ouro 18K); líquidos iônicos (lactato de colina); sais (NaCl); e formas alotrópicas condutoras de Carbono como Carvão, Grafite e Grafeno. As Blendas básicas sintetizadas foram à base de Agarose, um polímero natural biomimético, corriqueiramente aplicado em formulações de eletrodos e eletrólitos sólidos. As blendas de Agarose com PANI (eletrodo) e Agarose com PSS (eletrólito sólido), enquadram-se na categoria dos polímeros responsíveis, e podem ser utilizadas para produção de um dispositivo eletroativo (EAP). O melhor desempenho observado nos experimentos foi o que ocorreu nesta última Blenda de Agarose com PSS (Eletrólito sólido), utilizando-se como eletrodos, folhas de ouro 18K, em que foram obtidos movimentos repetidos através da exposição a uma corrente elétrica.