Síntese e caracterização de músculos artificiais baseados em copolímeros em bloco do tipo SBS com sulfonação seletiva das fases

Resumo

Compósitos de polímero ionomérico e metal (IPMCs) são materiais inteligentes que possuem uma estrutura do tipo sanduiche metal/polímero/metal e são capazes de se deformarem em resposta a estímulos elétricos e vice-versa. Além disso, possuem baixa densidade, flexibilidade, leveza, biocompatibilidade e baixa tensão de acionamento. Logo, são materiais promissores para uma ampla gama de aplicações, como atuadores, sensores, em robótica e como músculos artificiais. O mecanismo de operação destes dispositivos consiste na migração de íons hidratados no interior dos canais ionoméricos do polímero em resposta a um campo elétrico gerado após a aplicação de uma diferença de potencial nos eletrodos metálicos. Por este motivo, seu desempenho eletromecânico depende de vários fatores relacionados principalmente a membrana polimérica, como condutividade iônica, grau de hidratação e morfologia da estrutura de canais. Muitos ionômeros perfluorados comerciais são utilizados para a preparação de músculos artificiais. No entanto, estes materiais apresentam uma série de problemas que precisam ser solucionados para viabilizar a utilização e produção industrial. Dentre eles, destacam-se o elevado custo, perda de condutividade iônica em altas temperaturas, pouca flexibilidade e morfologia aleatória. Por outro lado, o copolímero tribloco de estireno e butadieno (SBS), é um importante elastômero termoplástico que pode ser sintetizado de forma a produzir uma estrutura morfológica nanoestruturada, com domínios bem definidos, os quais podem ser sulfonados seletivamente para desenvolver ionômero arquitetado especificamente para favorecer a migração de íons, ao mesmo tempo que as propriedades mecânicas de elevada flexibilidade e resistência são mantidas. Sendo assim, este projeto tem por objetivo, o desenvolvimento e a caracterização eletromecânica de músculos artificiais de SBS com morfologia nanoestruturada e sulfonação seletiva das fases, visando a obtenção de um dispositivo tecnológico, com elevada capacidade de migração de íons, de alto desempenho eletromecânico, baixo custo e com aplicação industrial. (AU)