Polímeros electroactivos

En la actualidad, los actuadores de polímero están buscando su camino! Cada vez son más eficaces, pero aún no se utilizan en dispositivos ni se asocian a sistemas completos. El Instituto de Electrónica, Microelectrónica y Nanotecnología (IEMN UMR-8520) intenta producir demostradores capaces de explotar las especificidades de dichos materiales para futuros productos innovadores. El campo de utilización de estos materiales multifuncionales a escala micrométrica es muy amplio y permite esperar desarrollos en el mundo industrial a corto plazo.

Las características originales del material electroactivo que hemos desarrollado (redes poliméricas interpenetrantes - IPNs) son múltiples: el diseño por interpenetración de cadenas macromoleculares es innovador, los electrodos interpenetrados a la matriz base impiden cualquier delaminación de esta última incluso bajo una deformación muy fuerte, lo que en sí mismo es un enorme avance cuando conocemos las dificultades a las que se enfrentan los investigadores para asociar los electrodos a un polímero.

El microtransductor funciona en el aire, en el vacío pero también en medios líquidos, es biocompatible, también funciona a bajo voltaje (2V) y, por último, es un actuador autoportante y flexible. Además, en su clase, es el microtransductor más rápido del mundo que funciona a frecuencias superiores a 500 Hz.

También se considera, por estas propiedades, el equivalente a un músculo artificial. Se valida la capacidad de actuación de los RIP. Este paso demostrará el aspecto multifuncional de este material. Además, este microtransductor flexible se integra de forma privilegiada en estructuras flexibles o microsistemas.

Figura 2.1: Principio de funcionamiento de los actuadores tricapa utilizables en aire libre en flexión: en amarillo el depósito de matriz huésped de líquido iónico y en azul los electrodos PEDOT interpenetrados en la matriz huésped. Imagen de la respuesta del microactuador sometido a una tensión eléctrica de 2V.

Figura 2.2: Microactuadores integrados basados en polímeros iónicos-electroactivos, (a) Multisensores o microactuadores paralelos que operan de forma independiente entre sí, acoplamiento actuador/sensor, (b) Micropines de 3 dedos, 2 como actuadores y un dedo como sensor.

[1] K. Rohtlaid, G. T. M. Nguyen, C. Soyer, E. Cattan, F. Vidal, C. Plesse, Adv. Electrón. Mater. 5, 4 (2019) 1800948, 11 páginas doi: 10.1002/aelm.201800948
[2] A. Khaldi, A. Maziz, C. Plesse, C. Soyer, F. Vidal, E. Cattan, Sens. Actuator B Chem. 229 (2016), 635-645 doi: 10.1016/j.snb.2016.02.009 
[3] A. Maziz, C. Plesse, C. Soyer, E. Cattan, F. Vidal, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 3 (2016) 1559-1564 doi: 10.1021/acsami.5b09577 
[4] A. Maziz, C. Plesse, C. Soyer, C. Chevrot, D. Teyssie, E. Cattan, F. Vidal, Adv. Funct. Mater. 24, 30 (2014) 4851-4859 doi: 10.1002/adfm.201400373
[5] A. Khaldi, C. Plesse, C. Soyer, E. Cattan, F. Vidal, C. Legrand, D. Tessie, Appl. Phys. Lett. 98, 16 (2011) 164101-1-3 doi: 10.1063/1.3581893 

• J Madden Universidad de Columbia Británica (Vancouver) 
• Equipo de la Universidad Alvo Abloo de Tartu (Estonia).
• Laboratorio de Ingeniería de Sistemas de Versalles
• Laboratorio de Fisicoquímica de Polímeros e Interfaces (Gergy-Pontoise).
• Instituto Nacional de Investigación en Ciencias y Tecnologías Digitales (Lille).
  Poner en marcha Robeauté.
• Oticón

Eric CATTAN (@email), Sofiane GHENNA (@email)