Electroactive polymer
একটি তড়িৎ সক্রিয় পলিমার (ই. এ. পি) হল এমন একটি পলিমার যা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা উদ্দীপিত হলে আকার বা আকৃতির পরিবর্তন প্রদর্শন করে। এই ধরনের উপাদানের সবচেয়ে সাধারণ প্রয়োগগুলি হল অ্যাকচুয়েটর এবং সেন্সর। একটি ই. এ. পি-র একটি সাধারণ বৈশিষ্ট্য হল যে তারা বড় শক্তি বজায় রাখার সময় প্রচুর পরিমাণে বিকৃতির মধ্য দিয়ে যাবে। বেশিরভাগ ঐতিহাসিক অ্যাকচুয়েটর সিরামিক পাইজোইলেক্ট্রিক উপকরণ দিয়ে তৈরি। যদিও এই উপকরণগুলি বড় শক্তি সহ্য করতে সক্ষম, তবে এগুলি সাধারণত মাত্র এক শতাংশের একটি ভগ্নাংশকে বিকৃত করে। 1990-এর দশকের শেষের দিকে, এটি প্রদর্শিত হয়েছে যে কিছু ইএপি একটি 380% স্ট্রেন পর্যন্ত প্রদর্শন করতে পারে, যা যে কোনও সিরামিক অ্যাকচুয়েটরের তুলনায় অনেক বেশি। ই. এ. পি-র জন্য সবচেয়ে সাধারণ প্রয়োগগুলির মধ্যে একটি হল কৃত্রিম পেশীর বিকাশে রোবোটিক্সের ক্ষেত্রে; সুতরাং, একটি তড়িৎ সক্রিয় পলিমারকে প্রায়শই একটি কৃত্রিম পেশী হিসাবে উল্লেখ করা হয়। ইতিহাস 1880 সালে ই. এ. পি-র ক্ষেত্রটি আবির্ভূত হয়, যখন উইলহেলম রন্টজেন একটি পরীক্ষার নকশা তৈরি করেন যেখানে তিনি প্রাকৃতিক রাবারের একটি স্ট্রিপের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর একটি তড়িৎস্থায়ী ক্ষেত্রের প্রভাব পরীক্ষা করেন। রাবারের স্ট্রাইপটি এক প্রান্তে লাগানো ছিল এবং অন্য প্রান্তে একটি ভরের সাথে সংযুক্ত ছিল। এরপর রাবারে বৈদ্যুতিক চার্জ স্প্রে করা হয় এবং দেখা যায় যে দৈর্ঘ্য পরিবর্তিত হয়েছে। 1925 সালে প্রথম পাইজোইলেক্ট্রিক পলিমার (ইলেক্ট্রেট) আবিষ্কৃত হয়। কার্নাবা মোম, রসিন এবং মৌমাছির মোমের সংমিশ্রণে ইলেক্ট্রেট গঠিত হয়েছিল এবং তারপরে এটি একটি প্রয়োগকৃত ডিসি বৈদ্যুতিক পক্ষপাতের সাপেক্ষে দ্রবণটি শীতল করে। মিশ্রণটি তখন একটি পলিমারিক উপাদানে ঘনীভূত হবে যা একটি পাইজোইলেক্ট্রিক প্রভাব প্রদর্শন করে। প্রয়োগকৃত বৈদ্যুতিক প্রবাহ ব্যতীত যে পলিমারগুলি পরিবেশগত পরিস্থিতিতে সাড়া দেয়, সেগুলিও এই গবেষণার একটি বড় অংশ। 1949 সালে ক্যাচালস্কি এবং অন্যান্যরা। প্রদর্শিত হয়েছে যে কোলাজেন ফিলামেন্টগুলি যখন অ্যাসিড বা ক্ষার দ্রবণে ডুবিয়ে দেওয়া হয়, তখন তারা আয়তনের পরিবর্তনের সাথে প্রতিক্রিয়া জানাবে। কোলাজেন ফিলামেন্টগুলি একটি অ্যাসিডিক দ্রবণে প্রসারিত হতে এবং একটি ক্ষারীয় দ্রবণে সংকুচিত হতে দেখা গেছে। যদিও অন্যান্য উদ্দীপকগুলি (যেমন পিএইচ) তদন্ত করা হয়েছে, এর সহজতা এবং ব্যবহারিকতার কারণে বেশিরভাগ গবেষণা পলিমার বিকাশের জন্য নিবেদিত হয়েছে যা জৈবিক ব্যবস্থার অনুকরণ করার জন্য বৈদ্যুতিক উদ্দীপনায় সাড়া দেয়। 1960-এর দশকের শেষের দিকে ই. এ. পি-তে পরবর্তী বড় অগ্রগতি ঘটে। 1969 সালে কাওয়াই দেখিয়েছিলেন যে পলিভিনাইলাইডিন ফ্লোরাইড (পিভিডিএফ) একটি বড় পাইজোইলেক্ট্রিক প্রভাব প্রদর্শন করে। এটি অন্যান্য পলিমার ব্যবস্থার বিকাশে গবেষণার আগ্রহ জাগিয়ে তোলে যা একই ধরনের প্রভাব দেখাবে। 1977 সালে হিদেকি শিরাকাওয়া ও অন্যান্যরা প্রথম বৈদ্যুতিক পরিবাহী পলিমার আবিষ্কার করেন। অ্যালান ম্যাকডিয়ারমিড এবং অ্যালান হিগারের সাথে শিরাকাওয়া দেখিয়েছিলেন যে পলিঅ্যাসিটিলিন বৈদ্যুতিকভাবে পরিবাহী এবং আয়োডিন বাষ্পের সাথে ডোপিং করে তারা এর পরিবাহিতা 8 মাত্রায় বাড়িয়ে তুলতে পারে। এইভাবে পরিবাহিতা একটি ধাতুর কাছাকাছি ছিল। 1980-এর দশকের শেষের দিকে আরও বেশ কয়েকটি পলিমার পাইজোইলেক্ট্রিক প্রভাব প্রদর্শন করে বা পরিবাহী হিসাবে প্রদর্শিত হয়। 1990-এর দশকের গোড়ার দিকে, আয়নিক পলিমার-মেটাল কম্পোজিট (আই. পি. এম. সি) তৈরি করা হয়েছিল এবং পূর্ববর্তী ই. এ. পি-র তুলনায় অনেক উন্নত তড়িৎ সক্রিয় বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করতে দেখানো হয়েছিল। আইপিএমসিগুলির প্রধান সুবিধা ছিল যে তারা 1 বা 2 ভোল্টের মতো কম ভোল্টেজে সক্রিয়করণ (বিকৃতি) দেখাতে সক্ষম হয়েছিল। এটি আগের যে কোনও ই. এ. পি-র তুলনায় কম মাত্রার। এই উপাদানগুলির সক্রিয়করণ শক্তি কেবল অনেক কম ছিল না, তবে এগুলি অনেক বড় বিকৃতির মধ্য দিয়েও যেতে পারত। আইপিএমসিগুলি 380% স্ট্রেন পর্যন্ত যে কোনও জায়গায় প্রদর্শিত হতে দেখা গেছে, যা পূর্বে উন্নত ইএপিগুলির চেয়ে বড় মাত্রার ক্রম। 1999 সালে, ইয়োসেফ বার-কোহেন হিউম্যান চ্যালেঞ্জের বিরুদ্ধে ইএপি রোবোটিক আর্মের আর্ম রেসলিং ম্যাচের প্রস্তাব দেন। এটি একটি চ্যালেঞ্জ ছিল যেখানে বিশ্বজুড়ে গবেষণা দলগুলি ইএপি পেশী সমন্বিত একটি রোবোটিক বাহু নকশা করার জন্য প্রতিযোগিতা করেছিল যা একটি বাহু কুস্তি ম্যাচে একজন মানুষকে পরাজিত করতে পারে। প্রথম চ্যালেঞ্জটি 2005 সালে ইলেক্ট্রোঅ্যাকটিভ পলিমার অ্যাকিউটিউটরস অ্যান্ড ডিভাইসস কনফারেন্সে অনুষ্ঠিত হয়েছিল। এই ক্ষেত্রের আরেকটি প্রধান মাইলফলক হল যে কৃত্রিম পেশী হিসাবে ইএপি সহ প্রথম বাণিজ্যিকভাবে উন্নত যন্ত্রটি 2002 সালে জাপানে ইমেক্স দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল। এই যন্ত্রটি এমন একটি মাছ ছিল যা নিজে নিজে সাঁতার কাটতে সক্ষম ছিল, একটি ইএপি পেশী ব্যবহার করে তার লেজটি নড়াচড়া করছিল। কিন্তু ব্যবহারিক উন্নয়নের অগ্রগতি সন্তোষজনক নয়। 1990-এর দশকে এস. আর. আই ইন্টারন্যাশনালে ডি. এ. আর. পি. এ-এর অর্থায়নে পরিচালিত গবেষণা এবং রন পেলরিনের নেতৃত্বে সিলিকন এবং এক্রাইলিক পলিমার ব্যবহার করে একটি তড়িৎ সক্রিয় পলিমার তৈরি করা হয়; প্রযুক্তিটি 2003 সালে কৃত্রিম পেশী কোম্পানিতে চালু করা হয়, 2008 সালে শিল্প উৎপাদন শুরু হয়। 2010 সালে, কৃত্রিম পেশী বায়ার ম্যাটেরিয়াল সায়েন্সের একটি সহায়ক সংস্থায় পরিণত হয়। ই. এ. পি-র বিভিন্ন ধরনের বিন্যাস থাকতে পারে, তবে সাধারণত দুটি প্রধান শ্রেণীতে বিভক্ত করা হয়ঃ ডাইলেক্ট্রিক এবং আয়নিক। ডাইলেক্ট্রিক ডাইলেক্ট্রিক ই. এ. পি হল এমন উপাদান যেখানে পলিমারকে চেপে ধরে থাকা দুটি বিদ্যুদ্বাহকগুলির মধ্যে স্থিতিস্থাপক শক্তির কারণে সক্রিয়করণ ঘটে। ডাইলেট্রিক ইলাস্টোমারগুলি খুব উচ্চ স্ট্রেনে সক্ষম এবং মূলত একটি ক্যাপাসিটর যা পলিমারকে পুরুত্বের মধ্যে সংকুচিত করতে এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে এলাকায় প্রসারিত করার অনুমতি দিয়ে ভোল্টেজ প্রয়োগ করার সময় তার ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন করে। এই ধরনের ই. এ. পি-র জন্য সাধারণত উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র (শত থেকে হাজার হাজার ভোল্ট) উৎপাদনের জন্য একটি বড় সক্রিয়করণ ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়, তবে খুব কম বৈদ্যুতিক শক্তি খরচ হয়। ডাইলেক্ট্রিক ই. এ. পি-গুলিকে একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে রাখার জন্য কোনও শক্তির প্রয়োজন হয় না। উদাহরণ হল তড়িৎ সংকোচক পলিমার এবং অস্তরক ইলাস্টোমার। ফেরোইলেকট্রিক পলিমার হল স্ফটিকাকার মেরু পলিমারের একটি গোষ্ঠী যা ফেরোইলেকট্রিকও হয়, যার অর্থ তারা একটি স্থায়ী বৈদ্যুতিক মেরুকরণ বজায় রাখে যা একটি বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে বিপরীত বা পরিবর্তন করা যেতে পারে। পলিভিনাইলিডিন ফ্লোরাইড (পিভিডিএফ)-এর মতো ফেরোইলেকট্রিক পলিমারগুলি তাদের অন্তর্নিহিত পাইজোইলেক্ট্রিক প্রতিক্রিয়ার কারণে অ্যাকোস্টিক ট্রান্সডিউসার এবং ইলেক্ট্রোমেকানিকাল অ্যাকিউটেটরগুলিতে এবং তাদের অন্তর্নিহিত পাইরোইলেক্ট্রিক প্রতিক্রিয়ার কারণে তাপ সেন্সর হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ইলেক্ট্রোস্ট্রাকটিভ গ্রাফ্ট পলিমার ইলেক্ট্রোস্ট্রাকটিভ গ্রাফ্ট পলিমারগুলি শাখা-প্রশাখাযুক্ত পার্শ্ব শৃঙ্খল সহ নমনীয় মেরুদণ্ডের শৃঙ্খল নিয়ে গঠিত। পার্শ্ববর্তী মেরুদণ্ডের পলিমারের পার্শ্ব শৃঙ্খলগুলি ক্রস লিঙ্ক করে স্ফটিক ইউনিট গঠন করে। মেরুদণ্ড এবং পার্শ্ব শৃঙ্খল স্ফটিক এককগুলি তখন মেরুকৃত মনোমার তৈরি করতে পারে, যা আংশিক আধানযুক্ত পরমাণু ধারণ করে এবং দ্বিমেরু মুহুর্ত তৈরি করে, যা চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে। যখন একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়, তখন প্রতিটি আংশিক চার্জে একটি বল প্রয়োগ করা হয় এবং পুরো পলিমার ইউনিটের ঘূর্ণন ঘটায়। এই ঘূর্ণন পলিমারের তড়িৎ সংকোচক স্ট্রেন এবং বিকৃতি ঘটায়। তরল স্ফটিকাকার পলিমার প্রধান-শৃঙ্খল তরল স্ফটিকাকার পলিমারগুলির একটি নমনীয় স্পেসার দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত মেসোজেনিক গ্রুপ রয়েছে। মেরুদণ্ডের মধ্যে মেসোজেনগুলি মেসোফেজ কাঠামো গঠন করে যার ফলে পলিমার নিজেই মেসোফেজের কাঠামোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ একটি গঠন গ্রহণ করে। পলিমার গঠনের সাথে তরল স্ফটিক ক্রমের সরাসরি সংযোগ প্রধান-শৃঙ্খল তরল স্ফটিক ইলাস্টোমারদের প্রচুর পরিমাণে আগ্রহ দিয়েছে। উচ্চমুখী ইলাস্টোমারগুলির সংশ্লেষণ পলিমার শৃঙ্খলের দিক বরাবর তাপমাত্রার বৈচিত্র্যের সাথে একটি বড় স্ট্রেন তাপীয় সক্রিয়করণের দিকে পরিচালিত করে যার ফলে অনন্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং যান্ত্রিক অ্যাকচুয়েটর হিসাবে সম্ভাব্য প্রয়োগ হয়। আয়নিক আয়নিক ই. এ. পি হল পলিমার যেখানে পলিমারের ভিতরে আয়নগুলির স্থানচ্যুতির কারণে সক্রিয়করণ ঘটে। সক্রিয়করণের জন্য মাত্র কয়েকটি ভোল্টের প্রয়োজন হয়, তবে আয়নিক প্রবাহ সক্রিয়করণের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চতর বৈদ্যুতিক শক্তিকে বোঝায় এবং একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে অ্যাকচুয়েটরকে রাখার জন্য শক্তির প্রয়োজন হয়। আয়নিক ই. এ. পি. এস-এর উদাহরণ হল পরিবাহী পলিমার, আয়নিক পলিমার-মেটাল কম্পোজিট (আই. পি. এম. সি) এবং প্রতিক্রিয়াশীল জেল। আরেকটি উদাহরণ হল একটি বাকি জেল অ্যাকচুয়েটর, যা পলিলেক্ট্রোলাইট উপাদানের একটি পলিমার-সমর্থিত স্তর, যা দুটি বিদ্যুদ্বাহক স্তরের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা একটি আয়নিক তরল নিয়ে গঠিত যা একক-প্রাচীর কার্বন ন্যানোটিউবযুক্ত আয়নিক তরলের একটি জেল নিয়ে গঠিত। নামটি এসেছে কাগজের সঙ্গে জেলের সাদৃশ্য থেকে যা কার্বন ন্যানোটিউব, তথাকথিত বাকিপেপার ফিল্টার করে তৈরি করা যেতে পারে। তড়িৎ-তড়িৎ-তড়িৎ-তড়িৎ-তড়িৎ তরল একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগের মাধ্যমে একটি দ্রবণের সান্দ্রতা পরিবর্তন করে। তরল হল একটি নিম্ন অস্তরক-ধ্রুবক তরলে পলিমারের একটি স্থগিতকরণ। একটি বড় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগের সাথে সাথে সাসপেনশনের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়। এই তরলগুলির সম্ভাব্য প্রয়োগগুলির মধ্যে রয়েছে শক অ্যাবসর্বার, ইঞ্জিন মাউন্ট এবং অ্যাকোস্টিক ড্যাম্পার। আয়নিক পলিমার-ধাতব যৌগিক আয়নিক পলিমার-ধাতব সংমিশ্রণে একটি পাতলা আয়নোমেরিক ঝিল্লি থাকে যার পৃষ্ঠে উন্নত ধাতব বিদ্যুদ্বাহক লেপযুক্ত থাকে। পলিমার মেরুদণ্ডে স্থির অ্যানায়নগুলির আধানের ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য এটিতে ক্যাটায়নও রয়েছে। এগুলি খুব সক্রিয় অ্যাকচুয়েটর যা কম প্রয়োগকৃত ভোল্টেজে খুব উচ্চ বিকৃতি দেখায় এবং কম প্রতিবন্ধকতা দেখায়। আয়নিক পলিমার-ধাতব সংমিশ্রণগুলি ক্যাশনিক পাল্টা আয়ন এবং প্রয়োগকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্যাথোডের মধ্যে বৈদ্যুতিন স্থিতিশীল আকর্ষণের মাধ্যমে কাজ করে, একটি পরিকল্পিত উপস্থাপনা চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে। এই ধরনের পলিমারগুলি জৈব-অনুকরণীয় ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে বড় প্রতিশ্রুতি দেখায় কারণ কোলাজেন তন্তুগুলি মূলত প্রাকৃতিক আধানযুক্ত আয়নিক পলিমার দ্বারা গঠিত। নাফিয়ন এবং ফ্লেমিয়ন সাধারণত আয়নিক পলিমার ধাতব সংমিশ্রণে ব্যবহৃত হয়। উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল জেল উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল জেল (হাইড্রোজেল, যখন ফোলা এজেন্ট একটি জলীয় দ্রবণ হয়) একটি বিশেষ ধরনের স্ফীত পলিমার নেটওয়ার্ক যা ভলিউম ফেজ ট্রানজিশন আচরণ সহ। এই পদার্থগুলি তাদের আয়তন, আলোকীয়, যান্ত্রিক এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি বিপরীতমুখীভাবে কিছু নির্দিষ্ট ভৌত (যেমন। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, আলো, তাপমাত্রা) বা রাসায়নিক (ঘনত্ব) উদ্দীপক। এই পদার্থগুলির আয়তনের পরিবর্তন ফোলাভাব/সঙ্কুচিত হওয়ার দ্বারা ঘটে এবং এটি বিস্তার-ভিত্তিক। জেলগুলি কঠিন-অবস্থার উপাদানগুলির আয়তনে সবচেয়ে বড় পরিবর্তন প্রদান করে। মাইক্রো-ফ্যাব্রিকেশন প্রযুক্তির সাথে একটি দুর্দান্ত সামঞ্জস্যের সাথে মিলিত, বিশেষত উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোজেলগুলি সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটর সহ মাইক্রোসিস্টেমগুলির জন্য শক্তিশালী ক্রমবর্ধমান আগ্রহের বিষয়। গবেষণা এবং প্রয়োগের বর্তমান ক্ষেত্রগুলি হল কেমিক্যাল সেন্সর সিস্টেম, মাইক্রোফ্লুইডিক্স এবং মাল্টিমোডাল ইমেজিং সিস্টেম। ডাইলেক্ট্রিক এবং আয়নিক ইএপি-র তুলনা ডাইলেক্ট্রিক পলিমারগুলি ডিসি ভোল্টেজের অধীনে সক্রিয় থাকাকালীন তাদের প্ররোচিত স্থানচ্যুতি ধরে রাখতে সক্ষম হয়। এটি অস্তরক পলিমারগুলিকে রোবোটিক প্রয়োগের জন্য বিবেচনা করার অনুমতি দেয়। এই ধরনের উপকরণগুলির উচ্চ যান্ত্রিক শক্তির ঘনত্বও রয়েছে এবং কর্মক্ষমতায় কোনও বড় হ্রাস ছাড়াই বাতাসে পরিচালিত হতে পারে। যাইহোক, অস্তরক পলিমারগুলির খুব উচ্চ সক্রিয়করণ ক্ষেত্র (> 10 ভি/মাইক্রোমিটার) প্রয়োজন যা ভাঙ্গন স্তরের কাছাকাছি। অন্যদিকে, আয়নিক পলিমার সক্রিয় করতে মাত্র 1 থেকে 2 ভোল্টের প্রয়োজন হয়। তবে তাদের আর্দ্রতা বজায় রাখতে হবে, যদিও কিছু পলিমারকে স্বয়ংসম্পূর্ণ এনক্যাপসুলেটেড অ্যাক্টিভেটর হিসাবে তৈরি করা হয়েছে যা শুষ্ক পরিবেশে তাদের ব্যবহারের অনুমতি দেয়। আয়নিক পলিমারগুলিতে কম তড়িৎ-যান্ত্রিক সংযোগও থাকে। তবে এগুলি জৈব-অনুকরণীয় যন্ত্রের জন্য আদর্শ। বৈশিষ্ট্য যদিও তড়িৎ সক্রিয় পলিমারগুলি চিহ্নিত করার বিভিন্ন উপায় রয়েছে, তবে এখানে কেবল তিনটি বিষয়ের সমাধান করা হবেঃ চাপ-চাপ বক্ররেখা, গতিশীল যান্ত্রিক তাপীয় বিশ্লেষণ এবং অস্তরক তাপীয় বিশ্লেষণ। স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখা স্ট্রেস স্ট্রেন বক্ররেখা পলিমারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য যেমন ভঙ্গুরতা, স্থিতিস্থাপকতা এবং পলিমারের ফলন শক্তি সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করে। এটি পলিমারকে অভিন্ন হারে একটি বল প্রদান করে এবং বিকৃতি পরিমাপ করে করা হয়। এই বিকৃতির একটি উদাহরণ চিত্র 4-এ দেখানো হয়েছে। এই কৌশলটি উপাদানের ধরন (ভঙ্গুর, শক্ত ইত্যাদি) নির্ধারণের জন্য কার্যকর। ), তবে এটি একটি ধ্বংসাত্মক কৌশল কারণ পলিমার ফ্র্যাকচার না হওয়া পর্যন্ত চাপ বৃদ্ধি পায়। গতিশীল যান্ত্রিক তাপীয় বিশ্লেষণ (ডি. এম. টি. এ) উভয়ই গতিশীল যান্ত্রিক বিশ্লেষণ একটি অ-ধ্বংসাত্মক কৌশল যা আণবিক স্তরে বিকৃতির প্রক্রিয়া বোঝার জন্য কার্যকর। ডি. এম. টি. এ-তে পলিমারের উপর একটি সাইনোসয়েডাল চাপ প্রয়োগ করা হয় এবং পলিমারের বিকৃতির উপর ভিত্তি করে স্থিতিস্থাপক মডুলাস এবং ড্যাম্পিং বৈশিষ্ট্যগুলি প্রাপ্ত হয় (পলিমারটি একটি ড্যাম্পড হারমোনিক দোলক বলে ধরে নেওয়া হয়)। স্থিতিস্থাপক পদার্থগুলি চাপের যান্ত্রিক শক্তি গ্রহণ করে এবং এটিকে সম্ভাব্য শক্তিতে রূপান্তরিত করে যা পরে পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে। একটি আদর্শ স্প্রিং তার মূল আকৃতি ফিরে পেতে সমস্ত সম্ভাব্য শক্তি ব্যবহার করবে (কোনও স্যাঁতসেঁতে নয়), যখন একটি তরল প্রবাহিত হওয়ার জন্য সমস্ত সম্ভাব্য শক্তি ব্যবহার করবে, কখনই তার মূল অবস্থান বা আকারে ফিরে আসবে না (উচ্চ স্যাঁতসেঁতে)। একটি ভিস্কোইলাস্টিক পলিমার উভয় ধরনের আচরণের সংমিশ্রণ প্রদর্শন করবে। ডাইলেট্রিক তাপীয় বিশ্লেষণ (ডিইটিএ) ডিইটিএ ডিএমটিএ-র অনুরূপ, তবে একটি বিকল্প যান্ত্রিক বলের পরিবর্তে একটি বিকল্প বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়। প্রয়োগকৃত ক্ষেত্রটি নমুনার মেরুকরণ ঘটাতে পারে, এবং যদি পলিমারটিতে স্থায়ী দ্বিমেরু থাকে (চিত্র 2-এর মতো), তবে তারা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে সারিবদ্ধ হবে। পারমিটিভিটি প্রশস্ততার পরিবর্তন থেকে পরিমাপ করা যেতে পারে এবং অস্তরক সঞ্চয় এবং ক্ষতির উপাদানগুলিতে সমাধান করা যেতে পারে। বিদ্যুৎ প্রবাহ অনুসরণ করে বৈদ্যুতিক স্থানচ্যুতি ক্ষেত্রও পরিমাপ করা যেতে পারে। একবার ক্ষেত্রটি সরানো হলে, ডাইপোলগুলি একটি এলোমেলো অভিযোজনে ফিরে আসবে। অ্যাপ্লিকেশন অনেক পলিমারিক উপকরণ প্রক্রিয়াকরণে স্বাচ্ছন্দ্যের কারণে ইএপি উপকরণগুলি সহজেই বিভিন্ন আকারে তৈরি করা যেতে পারে, যা তাদের খুব বহুমুখী উপকরণ করে তোলে। ই. এ. পি-র জন্য একটি সম্ভাব্য প্রয়োগ হল যে এগুলিকে সম্ভাব্যভাবে মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেমে (এম. ই. এম. এস) সংহত করা যেতে পারে যাতে স্মার্ট অ্যাকচুয়েটর তৈরি করা যায়। কৃত্রিম পেশী সবচেয়ে সম্ভাব্য ব্যবহারিক গবেষণার দিক হিসাবে, কৃত্রিম পেশীগুলিতে ই. এ. পি ব্যবহার করা হয়েছে। উচ্চ ফ্র্যাকচার শক্তত্ব, বড় অ্যাকুয়েশন স্ট্রেন এবং অন্তর্নিহিত কম্পন ড্যাম্পিং সহ জৈবিক পেশীগুলির ক্রিয়াকলাপ অনুকরণ করার তাদের ক্ষমতা এই ক্ষেত্রে বিজ্ঞানীদের দৃষ্টি আকর্ষণ করে। এমনকি এক ধরনের হাত তৈরি করতে ই. এ. পি সফলভাবে ব্যবহার করা হয়েছে। স্পর্শকাতর প্রদর্শন সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, দৃষ্টি প্রতিবন্ধীদের দ্রুত পড়া এবং কম্পিউটারের সহায়তায় যোগাযোগে সহায়তা করার জন্য "রিফ্রেশযোগ্য ব্রেইল প্রদর্শনের জন্য বৈদ্যুতিন সক্রিয় পলিমার" আবির্ভূত হয়েছে। এই ধারণাটি একটি অ্যারে আকারে কনফিগার করা একটি ইএপি অ্যাকচুয়েটর ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে তৈরি। একটি ই. এ. পি ফিল্মের একপাশে বিদ্যুদ্বাহকগুলির সারি এবং অন্য দিকে কলামগুলি অ্যারের পৃথক উপাদানগুলিকে সক্রিয় করে। প্রতিটি উপাদান একটি ব্রেইল বিন্দু দিয়ে মাউন্ট করা হয় এবং নির্বাচিত উপাদানটির পুরুত্ব জুড়ে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করে হ্রাস করা হয়, যার ফলে স্থানীয় পুরুত্ব হ্রাস পায়। কম্পিউটার নিয়ন্ত্রণের অধীনে, পড়তে হবে এমন তথ্যের প্রতিনিধিত্বকারী উচ্চতা এবং নিম্নতার স্পর্শকাতর নিদর্শন তৈরি করতে বিন্দুগুলি সক্রিয় করা হবে। একটি উচ্চ রেজোলিউশনের স্পর্শকাতর প্রদর্শন, একটি তথাকথিত "কৃত্রিম ত্বক" (চিত্র। 6)। এই একশিলা যন্ত্রগুলি উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোজেলের উপর ভিত্তি করে হাজার হাজার মাল্টিমোডাল মড্যুলেটর (অ্যাকচুয়েটর পিক্সেল) নিয়ে গঠিত। প্রতিটি মড্যুলেটর পৃথকভাবে তাদের সংক্রমণ, উচ্চতা এবং কোমলতা পরিবর্তন করতে সক্ষম। দৃষ্টি প্রতিবন্ধীদের জন্য গ্রাফিক ডিসপ্লে হিসাবে তাদের সম্ভাব্য ব্যবহার ছাড়াও এই ধরনের ডিসপ্লেগুলি টাচপ্যাড এবং কনসোলের বিনামূল্যে প্রোগ্রামেবল কী হিসাবে আকর্ষণীয়। মাইক্রোফ্লুইডিক্স ই. এ. পি উপকরণগুলির মাইক্রোফ্লুইডিক্সের জন্য বিশাল সম্ভাবনা রয়েছে যেমন যেমন ড্রাগ ডেলিভারি সিস্টেম, মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইস এবং ল্যাব-অন-এ-চিপ। সাহিত্যে প্রকাশিত প্রথম মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম প্রযুক্তি উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল জেলের উপর ভিত্তি করে তৈরি। জল হাইড্রোজেল-ভিত্তিক মাইক্রোফ্লুইডিক ডিভাইসগুলির তড়িৎ বিশ্লেষণ এড়ানোর জন্য মূলত নিম্ন ক্রিটিক্যাল সলিউশন তাপমাত্রা (এল. সি. এস. টি) বৈশিষ্ট্যযুক্ত তাপমাত্রা-প্রতিক্রিয়াশীল পলিমারের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়, যা একটি তড়িৎ-তাপীয় ইন্টারফেস দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। দুই ধরনের মাইক্রো পাম্প পরিচিত, একটি ডিফিউশন মাইক্রো পাম্প এবং একটি ডিসপ্লেসমেংট মাইক্রো পাম্প। উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোজেলের উপর ভিত্তি করে মাইক্রোভালভগুলি কণা সহনশীলতা, কোনও ফুটো এবং অসামান্য চাপ প্রতিরোধের মতো কিছু সুবিধাজনক বৈশিষ্ট্য দেখায়। এই মাইক্রোফ্লুইডিক স্ট্যান্ডার্ড উপাদানগুলি ছাড়াও হাইড্রোজেল প্ল্যাটফর্ম রাসায়নিক সেন্সর এবং মাইক্রোফ্লুইডিক উপাদানগুলির একটি নতুন শ্রেণী, রাসায়নিক ট্রানজিস্টর (কেমোস্ট্যাট ভালভ হিসাবেও উল্লেখ করা হয়) সরবরাহ করে। এই যন্ত্রগুলি একটি তরল প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে যদি নির্দিষ্ট রাসায়নিকের একটি প্রান্তিক ঘনত্বে পৌঁছায়। রাসায়নিক ট্রানজিস্টরগুলি মাইক্রোকেমোমেকানিকাল ফ্লুইডিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের ভিত্তি গঠন করে। "কেমিক্যাল আইসি" প্রক্রিয়া একচেটিয়াভাবে রাসায়নিক তথ্য, শক্তি-স্ব-চালিত, স্বয়ংক্রিয়ভাবে কাজ করে এবং বড় আকারের সংহতকরণের জন্য সক্ষম। আরেকটি মাইক্রোফ্লুইডিক প্ল্যাটফর্ম আয়নোমেরিক উপকরণের উপর ভিত্তি করে তৈরি। সেই উপাদান থেকে তৈরি পাম্পগুলি কম ভোল্টেজ (ব্যাটারি) অপারেশন, অত্যন্ত কম শব্দ স্বাক্ষর, উচ্চ সিস্টেম দক্ষতা এবং প্রবাহের হারের অত্যন্ত সঠিক নিয়ন্ত্রণ প্রদান করতে পারে। আরেকটি প্রযুক্তি যা ইএপি অ্যাকচুয়েটরের অনন্য বৈশিষ্ট্য থেকে উপকৃত হতে পারে তা হল অপটিক্যাল মেমব্রেন। তাদের কম মডুলাস, অ্যাকচুয়েটরগুলির যান্ত্রিক প্রতিবন্ধকতার কারণে, তারা সাধারণ অপটিক্যাল ঝিল্লি উপকরণের সাথে ভালভাবে মিলে যায়। এছাড়াও, একটি একক ইএপি অ্যাকচুয়েটর মাইক্রোমিটার থেকে সেন্টিমিটার পর্যন্ত স্থানচ্যুতি তৈরি করতে সক্ষম। এই কারণে, এই উপকরণগুলি স্থির আকৃতি সংশোধন এবং ঝাঁকুনি দমনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এই অ্যাকচুয়েটরগুলি বায়ুমণ্ডলীয় হস্তক্ষেপের কারণে অপটিক্যাল বিচ্যুতিগুলির জন্য সংশোধন করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। যেহেতু এই উপকরণগুলি চমৎকার তড়িৎ সক্রিয় বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, তাই ই. এ. পি উপকরণগুলি বায়োমিমেটিক-রোবট গবেষণা, স্ট্রেস সেন্সর এবং শব্দবিজ্ঞান ক্ষেত্রে সম্ভাবনা দেখায়, যা অদূর ভবিষ্যতে ই. এ. পি-কে আরও আকর্ষণীয় অধ্যয়নের বিষয় করে তুলবে। এগুলি হিউম্যানয়েড রোবোটে মুখের পেশী এবং বাহুর পেশীগুলির মতো বিভিন্ন অ্যাকচুয়েটরের জন্য ব্যবহৃত হয়েছে। ভবিষ্যতের দিকনির্দেশনা ই. এ. পি-র ক্ষেত্রটি এখনও পরিপক্কতা থেকে অনেক দূরে, যা বেশ কয়েকটি বিষয় রেখে গেছে যার উপর এখনও কাজ করা দরকার। জলের অভেদ্য পৃষ্ঠের নকশা তৈরি করে ই. এ. পি-র কার্যকারিতা এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা উন্নত করা উচিত। এটি ই. এ. পি-তে থাকা জলের বাষ্পীভবন রোধ করবে এবং ই. এ. পি যখন জলীয় পরিবেশে ডুবে কাজ করবে তখন ধনাত্মক পাল্টা আয়নগুলির সম্ভাব্য ক্ষতিও হ্রাস করবে। একটি ত্রুটি-মুক্ত পরিবাহী পৃষ্ঠ তৈরি করার পদ্ধতি ব্যবহার করে উন্নত পৃষ্ঠ পরিবাহিতা অন্বেষণ করা উচিত। এটি সম্ভবত ধাতব বাষ্প জমা বা অন্যান্য ডোপিং পদ্ধতি ব্যবহার করে করা যেতে পারে। একটি পুরু পরিবাহী স্তর তৈরি করতে পরিবাহী পলিমার ব্যবহার করাও সম্ভব হতে পারে। ই. এ. পি সংমিশ্রণে তাপ উৎপাদনের কারণে ই. এ. পি-র অভ্যন্তরীণ কাঠামোর ক্ষতি না করে উচ্চ ভোল্টেজে কাজ করার অনুমতি দেওয়ার জন্য তাপ প্রতিরোধী ই. এ. পি পছন্দসই হবে। সম্ভাব্য গতিবিধির পরিসীমা বাড়ানোর জন্য বিভিন্ন বিন্যাসে (যেমন, তন্তু এবং তন্তু বান্ডিল) ই. এ. পি-র বিকাশও উপকারী হবে। আরও দেখুন বায়ুসংক্রান্ত কৃত্রিম পেশী রেফারেন্স কৃত্রিম পেশী রেফারেন্স কৃত্রিম পেশী হিসাবে বৈদ্যুতিন সক্রিয় পলিমার (ইএপি) অ্যাকচুয়েটর-বাস্তবতা, সম্ভাব্য এবং চ্যালেঞ্জ, কৃত্রিম পেশী হিসাবে বৈদ্যুতিন সক্রিয় পলিমার বাস্তবতা এবং বৈদ্যুতিক প্রকৌশল অনুধাবন করার জন্য বৈদ্যুতিন সক্রিয় পলিমার চ্যালেঞ্জ পলিমার উপাদান বৈশিষ্ট্য স্মার্ট উপকরণ ট্রান্সডিউসার