Mano de robot sosteniendo un huevo de pollo

Transductores Blandos con Polímero Electroactivo Dieléctrico

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¿Qué son los transductores suaves?

Los dispositivos basados en materiales blandos, como actuadores y sensores, se han convertido en el foco de atención en una variedad de aplicaciones emergentes. Los elastómeros dieléctricos y los geles dieléctricos pueden desempeñar un papel clave como los componentes principales en los transductores suaves gracias a su elasticidad y suavidad. El cambio de forma de elastómeros dieléctricos y geles dieléctricos puede usarse para convertir energía (por ejemplo, de eléctrica a mecánica), lo que conduce a soluciones sostenibles, tales como.

  • Ligereza
  • Cumplimiento mecánico
  • Flexibilidad de diseño
  • Tranquilidad


Electrónica de consumo, electrónica de transporte, juegos, generadores (cosecha de energía), robótica, músculos artificiales, infraestructura, colchones, altavoces y cepillos de dientes eléctricos

Comparación de materiales y enfoque de Dow

Diferentes materiales tienen propiedades únicas de activación y tensión. El polímero electroactivo dieléctrico (Dielectric Electroactive Polymer, DEAP) ofrece una cepa de accionamiento diferenciada y más grande.

ActuadorDensidad de potencia KW * kg-1Eficiencia de AccionamientoTamaño/em3Estrés/MPCepa/%Velocidad RelativaFlexibilidad de Diseño
DEAP10-2-100~0,9 ≥10-110-1-10010-1-102RápidoBueno
Hidráulico100-101>0,9 100-104100-10210-3-100MedioMalo
Neumático10-2-102~0,4100-104100-10110-1-100MedioMalo
Bobina Móvil 10-2-100~0,8101-10310-2100Medio-Rápido Malo
Plezo100-106>0,8510-2-102100-10110-2-100RápidoEquitativo
SMA10-2-101<0,1100-101102100LentoEquitativo
IPMC10-4-10-2<0,1≥10-110-2-10-1100Medio Bajo Equitativo
Músculo Natural 10-1-100<0,7510-7-10-110-2-10-1101Medio-
  • Full frame of the textures formed by the bubbles and drops of oil in the shape of circle floating on a gray and yellow colors background - red texture

    Principio del Actuador Suave

    La forma más simple de un actuador suave basado en DEAP es una película de elastómero delgada intercalada entre dos electrodos. La aplicación de voltaje en ambos lados de la película de elastómero genera presión de Maxwell que conduce a un aumento en el área y una disminución en el espesor. 

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    Principio del Sensor Suave

    Un sensor blando basado en DEAP se considera una forma de sensor de fuerza. Una película de elastómero cambia de capacitancia cuando se deforma mecánicamente. Este cambio de capacitancia puede utilizarse para detectar un nivel diferente de fuerza externa. 

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    • ¿Por qué un polímero electroactivo dieléctrico a base de silicona (DEAP)?

    En la etapa temprana de investigación y desarrollo, el poliacrilato y el poliuretano eran materiales populares utilizados como DEAP. Recientemente, la silicona ha atraído mucha atención y presenta el material más prometedor debido a las siguientes ventajas:

    • Voltaje operativo más bajo 
    • Movimiento grande 
    • Baja viscoelasticidad y respuesta más rápida 
    • Operación duradera, confiable y estable en ambientes hostiles (alta humedad, temperatura, etc.) 
     

    Siliconas 

    (constante dieléctrica alta) 

    		Silicona (convencional) Poliuretano Poliacrilato 
    Constante Dieléctrica AltaExcelente EquitativoExcelenteBueno
    Facilidad de Humedecimiento EquitativoEquitativoExcelenteExcelente
    Estabilidad de la humedad ExcelenteExcelenteMaloMalo
    Temperatura de Servicio ExcelenteExcelenteMaloMalo
    Viscoelasticidad  BuenoExcelenteEquitativoMalo
    Velocidad de RespuestaBuenoExcelenteEquitativoMalo
    Resistencia al Desgarro EquitativoEquitativoExcelenteExcelente

    Tecnología y soluciones sostenibles de Dow

    Nuestro profundo conocimiento y larga experiencia en el campo de los elastómeros dieléctricos y los geles dieléctricos pueden acelerar su tecnología y desarrollo de productos con una mejora del rendimiento del producto. Se ha reconocido que los materiales de silicona ofrecen propiedades superiores que son adecuadas para transductores suaves. Podemos adaptar productos de elastómero dieléctrico a base de silicona y gel dieléctrico para sus necesidades de aplicación específicas. Además, la ciencia de la silicona y los materiales orgánicos de Dow ofrece una fuerza complementaria en el avance de la ciencia de los materiales para los transductores suaves de la siguiente manera:

    • Diseño y síntesis de estructura de polímero
    • Formulación y desarrollo de compuestos
    • Optimización de propiedades mecánicas y eléctricas
    • Oferta total de soluciones:
      • Elastómeros dieléctricos
      • Geles dieléctricos
      • Electrodos
      • Adhesivos
      • Explore nuestro nuevo adhesivo conductor de electricidad
      • Soporte del proceso, incluida la fabricación de películas finas
      • Evaluación de desempeño electromecánico fundamental
    Producto de DowAplicación Característica Unica
    ME-7540Elastómero ElectroactivoConstante dieléctrica alta 
    SILGARD 184Elastómero electroactivo Velocidad de respuesta rápida 
    ME-1800Explore nuestro nuevo adhesivo conductor de electricidad Alta conductividad eléctrica 
    OS-20Diluyente para DEAP o impresión de electrodosIdeal para dilución de silicona 
    Mano de robot sosteniendo un huevo de pollo

    Proporciona los mejores productos de elastómero dieléctrico y gel dieléctrico

    La experiencia en ciencia de materiales y las soluciones de sustentabilidad de Dow agregan más ventajas para hacer posible el uso comercial generalizado de transductores suaves. 

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    Estructura del actuador suave

    ¿Dónde se utilizan la tecnología y los productos de Dow?

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    Proceso de fabricación del actuador DEAP

    Transductores blandos con polímero electroactivo dieléctrico a base de silicona (DEAP). Ejemplo de proceso de fabricación y estructura ensamblada del actuador con película de silicona DEAP. 

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    Película de laboratorio (accionador de una sola capa)

    Transductores blandos con polímero electroactivo dieléctrico a base de silicona (DEAP). Película de laboratorio del proceso de filmación real. 

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    Libro abierto

    Documento de Dow sobre pruebas de polímeros

    Aprenda “cómo la calidad de las películas delgadas de silicona se vuelve importante en las aplicaciones de DEAP” leyendo este artículo. 

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