Electroactive polymer
एक विद्युत सक्रिय बहुलक (ई. ए. पी.) एक बहुलक है जो एक विद्युत क्षेत्र द्वारा उत्तेजित होने पर आकार या आकार में परिवर्तन प्रदर्शित करता है। इस प्रकार की सामग्री के सबसे आम अनुप्रयोग एक्चुएटर्स और सेंसर में हैं। ई. ए. पी. की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि वे बड़ी ताकतों को बनाए रखते हुए बड़ी मात्रा में विरूपण से गुजरेंगे। अधिकांश ऐतिहासिक एक्चुएटर सिरेमिक पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री से बने होते हैं। जबकि ये सामग्री बड़ी ताकतों का सामना करने में सक्षम हैं, वे आमतौर पर केवल एक प्रतिशत के एक अंश को विकृत करेंगे। 1990 के दशक के अंत में, यह प्रदर्शित किया गया है कि कुछ ई. ए. पी. एक 380% तनाव तक प्रदर्शित कर सकते हैं, जो किसी भी सिरेमिक एक्चुएटर की तुलना में बहुत अधिक है। ई. ए. पी. के लिए सबसे आम अनुप्रयोगों में से एक कृत्रिम मांसपेशियों के विकास में रोबोटिक्स के क्षेत्र में है; इस प्रकार, एक विद्युत सक्रिय बहुलक को अक्सर एक कृत्रिम मांसपेशी के रूप में संदर्भित किया जाता है। ई. ए. पी. का क्षेत्र 1880 में वापस उभरा, जब विल्हेम रोंटजेन ने एक प्रयोग तैयार किया जिसमें उन्होंने प्राकृतिक रबर की एक पट्टी के यांत्रिक गुणों पर एक स्थिरविद्युत क्षेत्र के प्रभाव का परीक्षण किया। रबर की पट्टी को एक छोर पर लगाया गया था और दूसरे छोर पर एक द्रव्यमान से जोड़ा गया था। इसके बाद रबड़ पर विद्युत आवेश का छिड़काव किया गया और यह देखा गया कि लंबाई बदल गई है। 1925 में पहला पीजोइलेक्ट्रिक पॉलिमर (इलेक्ट्रेट) खोजा गया था। इलेक्ट्रेट का गठन कार्नाबा मोम, रोसिन और मोम के संयोजन से किया गया था, और फिर घोल को ठंडा करते हुए यह एक लागू डीसी विद्युत पूर्वाग्रह के अधीन है। मिश्रण तब एक पॉलीमेरिक सामग्री में ठोस हो जाएगा जो एक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रदर्शित करता है। पॉलिमर जो एक लागू विद्युत प्रवाह के अलावा पर्यावरणीय स्थितियों का जवाब देते हैं, वे भी अध्ययन के इस क्षेत्र का एक बड़ा हिस्सा रहे हैं। 1949 में कछाल्स्की और अन्य। यह प्रदर्शित किया कि जब कोलेजन तंतुओं को एसिड या क्षारीय घोल में डुबोया जाता है, तो वे मात्रा में परिवर्तन के साथ प्रतिक्रिया करेंगे। कोलेजन तंतुओं को एक अम्लीय घोल में फैलते हुए और एक क्षारीय घोल में सिकुड़ते हुए पाया गया। यद्यपि अन्य उत्तेजनाओं (जैसे पी. एच.) की जांच की गई है, इसकी आसानी और व्यावहारिकता के कारण अधिकांश शोध पॉलिमर विकसित करने के लिए समर्पित किए गए हैं जो जैविक प्रणालियों की नकल करने के लिए विद्युत उत्तेजनाओं का जवाब देते हैं। ई. ए. पी. में अगली बड़ी सफलता 1960 के दशक के अंत में हुई। 1969 में कवाई ने प्रदर्शित किया कि पॉलीविनिलिडीन फ्लोराइड (पी. वी. डी. एफ.) एक बड़ा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रदर्शित करता है। इसने अन्य पॉलिमर प्रणालियों को विकसित करने में अनुसंधान रुचि को जन्म दिया जो एक समान प्रभाव दिखाएंगे। 1977 में हिदेकी शिराकावा और अन्य लोगों द्वारा पहले विद्युत संचालित पॉलिमर की खोज की गई थी। शिराकावा, एलन मैक्डियारमिड और एलन हीगर के साथ, यह प्रदर्शित किया कि पॉलीएसिटिलीन विद्युत प्रवाहक था, और इसे आयोडीन वाष्प के साथ डोपिंग करके, वे इसकी चालकता को परिमाण के 8 क्रम तक बढ़ा सकते हैं। इस प्रकार चालकता एक धातु के करीब थी। 1980 के दशक के अंत तक कई अन्य पॉलिमरों को पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया था या प्रवाहकीय होने के लिए प्रदर्शित किया गया था। 1990 के दशक की शुरुआत में, आयनिक बहुलक-धातु संयोजन (आई. पी. एम. सी.) विकसित किए गए थे और पिछले ई. ए. पी. की तुलना में विद्युत सक्रिय गुणों को प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया था। आई. पी. एम. सी. का प्रमुख लाभ यह था कि वे 1 या 2 वोल्ट के रूप में कम वोल्टेज पर सक्रियण (विरूपण) दिखाने में सक्षम थे। यह किसी भी पिछले ई. ए. पी. की तुलना में कम परिमाण का आदेश है। इन सामग्रियों के लिए न केवल सक्रियण ऊर्जा बहुत कम थी, बल्कि वे बहुत बड़ी विकृतियों से भी गुजर सकते थे। आई. पी. एम. सी. को 380% स्ट्रेन तक कहीं भी प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया था, जो पहले विकसित ई. ए. पी. की तुलना में बड़े परिमाण के आदेश थे। 1999 में, योसेफ बार-कोहेन ने मानव चुनौती के खिलाफ ई. ए. पी. रोबोटिक आर्म के आर्म रेसलिंग मैच का प्रस्ताव रखा। यह एक चुनौती थी जिसमें दुनिया भर के शोध समूहों ने ई. ए. पी. मांसपेशियों से युक्त एक रोबोटिक भुजा तैयार करने के लिए प्रतिस्पर्धा की जो एक भुजा कुश्ती मैच में एक इंसान को हरा सकती थी। पहली चुनौती 2005 में इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर एक्चुएटर्स एंड डिवाइसेस कॉन्फ्रेंस में आयोजित की गई थी। इस क्षेत्र का एक और प्रमुख मील का पत्थर यह है कि एक कृत्रिम मांसपेशी के रूप में ई. ए. पी. सहित पहला व्यावसायिक रूप से विकसित उपकरण 2002 में जापान में ईमेक्स द्वारा बनाया गया था। यह उपकरण एक ऐसी मछली थी जो ई. ए. पी. मांसपेशियों का उपयोग करके अपनी पूंछ को घुमाते हुए अपने दम पर तैरने में सक्षम थी। लेकिन व्यावहारिक विकास में प्रगति संतोषजनक नहीं रही है। 1990 के दशक में एस. आर. आई. इंटरनेशनल में डी. ए. आर. पी. ए. द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान और रॉन पेल्रिन के नेतृत्व में सिलिकॉन और ऐक्रेलिक पॉलिमर का उपयोग करके एक विद्युत सक्रिय बहुलक विकसित किया गया; इस तकनीक को 2003 में कंपनी आर्टिफिशियल मसल में विभाजित किया गया था, जिसका औद्योगिक उत्पादन 2008 में शुरू हुआ था। 2010 में, आर्टिफिशियल मसल बेयर मैटेरियल साइंस की सहायक कंपनी बन गई। ई. ए. पी. के प्रकारों में कई विन्यास हो सकते हैं, लेकिन इन्हें आम तौर पर दो प्रमुख वर्गों में विभाजित किया जाता हैः डाइलेक्ट्रिक और आयनिक। परावैद्युत पराबैद्युत ई. ए. पी. वे पदार्थ हैं जिनमें दो इलेक्ट्रोडों के बीच स्थिरविद्युत बलों के कारण सक्रियण होता है जो बहुलक को निचोड़ते हैं। डायलेक्ट्रिक इलास्टोमर्स बहुत उच्च उपभेदों में सक्षम होते हैं और मूल रूप से एक संधारित्र होते हैं जो बहुलक को मोटाई में संपीड़ित करने और विद्युत क्षेत्र के कारण क्षेत्र में विस्तार करने की अनुमति देकर वोल्टेज लागू करने पर अपनी धारिता को बदल देते हैं। इस प्रकार के ई. ए. पी. के लिए आम तौर पर उच्च विद्युत क्षेत्रों (सैकड़ों से हजारों वोल्ट) का उत्पादन करने के लिए एक बड़े सक्रियण वोल्टेज की आवश्यकता होती है, लेकिन बिजली की खपत बहुत कम होती है। डायलेक्ट्रिक ई. ए. पी. को एक दिए गए स्थान पर एक्चुएटर को रखने के लिए किसी शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है। इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव पॉलिमर और डाइलेक्ट्रिक इलास्टोमर्स इसके उदाहरण हैं। फेरोइलेक्ट्रिक पॉलिमर क्रिस्टलीय ध्रुवीय पॉलिमरों का एक समूह है जो फेरोइलेक्ट्रिक भी हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक स्थायी विद्युत ध्रुवीकरण बनाए रखते हैं जिसे बाहरी विद्युत क्षेत्र में उलट या स्विच किया जा सकता है। फेरोइलेक्ट्रिक पॉलिमर, जैसे पॉलीविनिलिडीन फ्लोराइड (पी. वी. डी. एफ.), का उपयोग ध्वनिक ट्रांसड्यूसर और इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर में उनकी अंतर्निहित पीजोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया के कारण और उनकी अंतर्निहित पायरोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया के कारण गर्मी संवेदक के रूप में किया जाता है। इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव ग्राफ्ट पॉलिमर इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव ग्राफ्ट पॉलिमर में शाखाओं वाली पार्श्व श्रृंखलाओं के साथ लचीली रीढ़ की हड्डी की श्रृंखला होती है। पड़ोसी रीढ़ पॉलिमर पर साइड चेन क्रॉस लिंक करती हैं और क्रिस्टल इकाइयाँ बनाती हैं। बैकबोन और साइड चेन क्रिस्टल इकाइयाँ तब ध्रुवीकृत मोनोमर्स बना सकती हैं, जिनमें आंशिक आवेश वाले परमाणु होते हैं और चित्र 2 में दिखाए गए द्विध्रुवीय क्षण उत्पन्न करते हैं। जब एक विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है, तो प्रत्येक आंशिक आवेश पर एक बल लगाया जाता है और पूरे बहुलक इकाई के घूर्णन का कारण बनता है। यह घूर्णन इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव तनाव और बहुलक के विरूपण का कारण बनता है। तरल क्रिस्टलीय पॉलिमर मुख्य-श्रृंखला तरल क्रिस्टलीय पॉलिमर में एक लचीले स्पेसर द्वारा एक दूसरे से जुड़े मेसोजेनिक समूह होते हैं। रीढ़ की हड्डी के भीतर मेसोजन मेसोफ़ेज़ संरचना बनाते हैं जिससे बहुलक स्वयं मेसोफ़ेज़ की संरचना के साथ संगत एक संरचना को अपनाता है। बहुलक संरचना के साथ तरल क्रिस्टलीय क्रम के प्रत्यक्ष संयोजन ने मुख्य-श्रृंखला तरल क्रिस्टलीय इलास्टोमर्स को बड़ी मात्रा में रुचि दी है। अत्यधिक उन्मुख इलास्टोमर्स के संश्लेषण से तापमान भिन्नता के साथ बहुलक श्रृंखला की दिशा में एक बड़ा तनाव तापीय सक्रियण होता है जिसके परिणामस्वरूप अद्वितीय यांत्रिक गुण और यांत्रिक एक्चुएटर के रूप में संभावित अनुप्रयोग होते हैं। आयनिक आयनिक ई. ए. पी. पॉलिमर होते हैं जिनमें सक्रियण बहुलक के अंदर आयनों के विस्थापन के कारण होता है। सक्रियण के लिए केवल कुछ वोल्ट की आवश्यकता होती है, लेकिन आयनिक प्रवाह का अर्थ है सक्रियण के लिए आवश्यक उच्च विद्युत शक्ति, और सक्रियक को एक दी गई स्थिति में रखने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। आयनिक ई. ए. पी. एस. के उदाहरण प्रवाहकीय पॉलिमर, आयनिक बहुलक-धातु यौगिक (आई. पी. एम. सी.) और प्रतिक्रियाशील जैल हैं। एक अन्य उदाहरण बकी जेल एक्चुएटर है, जो पॉलीइलेक्ट्रोलाइट सामग्री की एक बहुलक-समर्थित परत है जिसमें दो इलेक्ट्रोड परतों के बीच एक आयनिक तरल होता है जिसमें आयनिक तरल का एक जेल होता है जिसमें एकल-दीवार कार्बन नैनोट्यूब होते हैं। यह नाम जेल और कागज की समानता से आया है जिसे कार्बन नैनोट्यूब, तथाकथित बकीपेपर को छानकर बनाया जा सकता है। विद्युत-तापीय द्रव विद्युत-तापीय द्रव एक विद्युत क्षेत्र के अनुप्रयोग के साथ एक समाधान की चिपचिपाहट को बदल देते हैं। तरल पदार्थ कम परावैद्युत-स्थिर तरल में पॉलिमर का निलंबन है। एक बड़े विद्युत क्षेत्र के अनुप्रयोग के साथ निलंबन की चिपचिपाहट बढ़ जाती है। इन तरल पदार्थों के संभावित अनुप्रयोगों में शॉक अवशोषक, इंजन माउंट और ध्वनिक डैम्पर्स शामिल हैं। आयनिक बहुलक-धातु मिश्रित आयनिक बहुलक-धातु यौगिकों में एक पतली आयनोमेरिक झिल्ली होती है जिसकी सतह पर उत्कृष्ट धातु इलेक्ट्रोड चढ़ाए जाते हैं। इसमें बहुलक रीढ़ की हड्डी पर स्थिर आयनों के आवेश को संतुलित करने के लिए धनायन भी होते हैं। वे बहुत सक्रिय एक्चुएटर हैं जो कम लागू वोल्टेज पर बहुत अधिक विरूपण दिखाते हैं और कम प्रतिबाधा दिखाते हैं। आयनिक बहुलक-धातु यौगिक कैशनिक काउंटर आयनों और लागू विद्युत क्षेत्र के कैथोड के बीच स्थिरविद्युत आकर्षण के माध्यम से काम करते हैं, एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व चित्र 3 में दिखाया गया है। इस प्रकार के पॉलिमर जैव-अनुकरणीय उपयोग के लिए सबसे बड़ा वादा दिखाते हैं क्योंकि कोलेजन फाइबर अनिवार्य रूप से प्राकृतिक आवेशित आयनिक पॉलिमर से बने होते हैं। नाफियोन और फ्लेमियोन आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले आयनिक बहुलक धातु यौगिक हैं। उत्तेजक-प्रतिक्रियाशील जेल उत्तेजक-प्रतिक्रियाशील जेल (हाइड्रोजेल, जब सूजन कारक एक जलीय घोल होता है) आयतन चरण संक्रमण व्यवहार के साथ एक विशेष प्रकार के सूजन योग्य बहुलक नेटवर्क होते हैं। ये पदार्थ अपने आयतन, प्रकाशिक, यांत्रिक और अन्य गुणों को कुछ भौतिक परिवर्तनों (जैसे। विद्युत क्षेत्र, प्रकाश, तापमान) या रासायनिक (सांद्रता) उत्तेजनाएँ। इन पदार्थों की मात्रा में परिवर्तन सूजन/संकुचन से होता है और प्रसार-आधारित होता है। ठोस-अवस्था सामग्री के आयतन में जेल सबसे बड़ा परिवर्तन प्रदान करते हैं। सूक्ष्म-निर्माण प्रौद्योगिकियों के साथ एक उत्कृष्ट संगतता के साथ संयुक्त, विशेष रूप से उत्तेजना-उत्तरदायी हाइड्रोजेल सेंसर और एक्चुएटर के साथ सूक्ष्म प्रणालियों के लिए मजबूत बढ़ती रुचि के हैं। अनुसंधान और अनुप्रयोग के वर्तमान क्षेत्र रासायनिक संवेदक प्रणालियाँ, सूक्ष्म तरल पदार्थ और बहुआयामी इमेजिंग प्रणालियाँ हैं। परावैद्युत और आयनिक ई. ए. पी. की तुलना पराबैद्युत पॉलिमर डी. सी. वोल्टेज के तहत सक्रिय होते हुए अपने प्रेरित विस्थापन को बनाए रखने में सक्षम होते हैं। यह रोबोटिक अनुप्रयोगों के लिए परावैद्युत पॉलिमर पर विचार करने की अनुमति देता है। इस प्रकार की सामग्रियों में उच्च यांत्रिक ऊर्जा घनत्व भी होता है और प्रदर्शन में बड़ी कमी के बिना हवा में संचालित किया जा सकता है। हालांकि, अस्तरक पॉलिमर को बहुत अधिक सक्रियण क्षेत्रों (> 10 वी/माइक्रोन) की आवश्यकता होती है जो टूटने के स्तर के करीब होते हैं। दूसरी ओर, आयनिक पॉलिमर के सक्रियण के लिए केवल 1 से 2 वोल्ट की आवश्यकता होती है। हालाँकि उन्हें आर्द्रता बनाए रखने की आवश्यकता है, हालाँकि कुछ पॉलिमर को स्व-निहित कैप्सुलेटेड सक्रियक के रूप में विकसित किया गया है जो शुष्क वातावरण में उनके उपयोग की अनुमति देता है। आयनिक पॉलिमर में कम विद्युत-यांत्रिक युग्मन भी होता है। हालाँकि वे जैव-अनुकरणीय उपकरणों के लिए आदर्श हैं। हालांकि विद्युत सक्रिय पॉलिमर की विशेषता के कई अलग-अलग तरीके हैं, केवल तीन को यहां संबोधित किया जाएगाः तनाव-तनाव वक्र, गतिशील यांत्रिक तापीय विश्लेषण और परावैद्युत तापीय विश्लेषण। तनाव-तनाव वक्र बहुलक के यांत्रिक गुणों जैसे कि भंगुरता, लोच और बहुलक की उपज शक्ति के बारे में जानकारी प्रदान करता है। यह एक समान दर पर बहुलक को एक बल प्रदान करके और इसके परिणामस्वरूप होने वाले विरूपण को मापकर किया जाता है। इस विकृति का एक उदाहरण चित्र 4 में दिखाया गया है। यह तकनीक सामग्री के प्रकार (भंगुर, कठोर, आदि) को निर्धारित करने के लिए उपयोगी है। ), लेकिन यह एक विनाशकारी तकनीक है क्योंकि बहुलक के टूटने तक तनाव बढ़ जाता है। गतिशील यांत्रिक तापीय विश्लेषण (डी. एम. टी. ए.) दोनों गतिशील यांत्रिक विश्लेषण एक गैर-विनाशकारी तकनीक है जो आणविक स्तर पर विरूपण के तंत्र को समझने में उपयोगी है। डी. एम. टी. ए. में बहुलक पर एक साइनसॉइडल तनाव लगाया जाता है, और बहुलक के विरूपण के आधार पर लोचदार मापांक और आर्द्रता विशेषताएँ प्राप्त की जाती हैं (यह मानते हुए कि बहुलक एक आर्द्र हार्मोनिक ऑसिलेटर है)। लोचदार पदार्थ तनाव की यांत्रिक ऊर्जा लेते हैं और इसे स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं जिसे बाद में पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। एक आदर्श स्प्रिंग अपने मूल आकार को पुनः प्राप्त करने के लिए सभी संभावित ऊर्जा का उपयोग करेगा (कोई आर्द्रता नहीं), जबकि एक तरल प्रवाह के लिए सभी संभावित ऊर्जा का उपयोग करेगा, कभी भी अपनी मूल स्थिति या आकार (उच्च आर्द्रता) पर नहीं लौटेगा। एक विस्कोलीस्टिक बहुलक दोनों प्रकार के व्यवहार का संयोजन प्रदर्शित करेगा। परावैद्युत तापीय विश्लेषण (डी. ई. टी. ए.) डी. ई. टी. ए. डी. एम. टी. ए. के समान है, लेकिन एक वैकल्पिक यांत्रिक बल के बजाय एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है। लागू क्षेत्र नमूने के ध्रुवीकरण का कारण बन सकता है, और यदि बहुलक में ऐसे समूह हैं जिनमें स्थायी द्विध्रुव हैं (जैसा कि चित्र 2 में है), तो वे विद्युत क्षेत्र के साथ संरेखित होंगे। पारगम्यता को आयाम में परिवर्तन से मापा जा सकता है और परावैद्युत भंडारण और हानि घटकों में हल किया जा सकता है। विद्युत विस्थापन क्षेत्र को धारा का अनुसरण करके भी मापा जा सकता है। एक बार क्षेत्र को हटा दिए जाने के बाद, द्विध्रुव एक यादृच्छिक अभिविन्यास में वापस आ जाएंगे। अनुप्रयोग ई. ए. पी. सामग्री को आसानी से विभिन्न आकारों में निर्मित किया जा सकता है क्योंकि कई बहुलक सामग्री को संसाधित करने में आसानी होती है, जिससे वे बहुत बहुमुखी सामग्री बन जाती हैं। ई. ए. पी. के लिए एक संभावित अनुप्रयोग यह है कि उन्हें संभावित रूप से स्मार्ट एक्चुएटर का उत्पादन करने के लिए माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एम. ई. एम. एस.) में एकीकृत किया जा सकता है। कृत्रिम मांसपेशियाँ सबसे संभावित व्यावहारिक अनुसंधान दिशा के रूप में, कृत्रिम मांसपेशियों में ई. ए. पी. का उपयोग किया गया है। उच्च अस्थिभंग कठोरता, बड़े सक्रियण तनाव और अंतर्निहित कंपन आर्द्रता के साथ जैविक मांसपेशियों के संचालन का अनुकरण करने की उनकी क्षमता इस क्षेत्र में वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित करती है। एक प्रकार का हाथ बनाने के लिए भी ई. ए. पी. का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। स्पर्श प्रदर्शन हाल के वर्षों में, "रिफ्रेश करने योग्य ब्रेल प्रदर्शन के लिए विद्युत सक्रिय पॉलिमर" दृष्टिबाधित लोगों को तेजी से पढ़ने और कंप्यूटर सहायता प्राप्त संचार में सहायता करने के लिए उभरा है। यह अवधारणा एक सरणी रूप में कॉन्फ़िगर किए गए ई. ए. पी. एक्चुएटर के उपयोग पर आधारित है। ई. ए. पी. फिल्म के एक तरफ इलेक्ट्रोड की पंक्तियाँ और दूसरी तरफ कॉलम सरणी में अलग-अलग तत्वों को सक्रिय करते हैं। प्रत्येक तत्व को एक ब्रेल बिंदु के साथ लगाया जाता है और चयनित तत्व की मोटाई के पार एक वोल्टेज लागू करके कम किया जाता है, जिससे स्थानीय मोटाई में कमी आती है। कंप्यूटर नियंत्रण के तहत, पढ़ने के लिए जानकारी का प्रतिनिधित्व करने वाले उच्च और निम्न के स्पर्श पैटर्न बनाने के लिए बिंदुओं को सक्रिय किया जाएगा। एक आभासी सतह के दृश्य और स्पर्श प्रभाव एक उच्च रिज़ॉल्यूशन स्पर्श प्रदर्शन, एक तथाकथित "कृत्रिम त्वचा" (चित्र। 6)। इन अखंड उपकरणों में उत्तेजना-प्रतिक्रियाशील हाइड्रोजेल पर आधारित हजारों मल्टीमॉडल मॉड्यूलेटर (एक्चुएटर पिक्सेल) की एक श्रृंखला होती है। प्रत्येक मॉड्यूलेटर व्यक्तिगत रूप से अपने संचरण, ऊंचाई और कोमलता को बदलने में सक्षम है। दृष्टिबाधितों के लिए ग्राफिक प्रदर्शन के रूप में उनके संभावित उपयोग के अलावा ऐसे प्रदर्शन टचपैड और कंसोल की मुफ्त प्रोग्राम करने योग्य कुंजी के रूप में दिलचस्प हैं। माइक्रोफ्लुइडिक्स ई. ए. पी. सामग्री में माइक्रोफ्लुइडिक्स के लिए बहुत अधिक क्षमता होती है जैसे कि दवा वितरण प्रणाली, सूक्ष्म तरल उपकरण और लैब-ऑन-ए-चिप के रूप में। साहित्य में रिपोर्ट की गई पहली माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफॉर्म तकनीक उत्तेजना-उत्तरदायी जैल पर आधारित है। जल हाइड्रोजेल-आधारित माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों के विद्युत अपघटन से बचने के लिए मुख्य रूप से कम महत्वपूर्ण समाधान तापमान (एल. सी. एस. टी.) विशेषताओं वाले तापमान-प्रतिक्रियाशील पॉलिमर पर आधारित होते हैं, जो एक इलेक्ट्रोथर्मिक इंटरफेस द्वारा नियंत्रित होते हैं। दो प्रकार के सूक्ष्म पंप ज्ञात हैं, एक प्रसार सूक्ष्म पंप और एक विस्थापन सूक्ष्म पंप। उद्दीपन-प्रतिक्रियाशील हाइड्रोजेल पर आधारित माइक्रोवल्व कुछ लाभप्रद गुण दिखाते हैं जैसे कण सहिष्णुता, कोई रिसाव नहीं और उत्कृष्ट दबाव प्रतिरोध। इन माइक्रोफ्लुइडिक मानक घटकों के अलावा हाइड्रोजेल प्लेटफॉर्म रासायनिक संवेदक और माइक्रोफ्लुइडिक घटकों का एक नया वर्ग, रासायनिक ट्रांजिस्टर (जिसे कीमोस्टैट वाल्व भी कहा जाता है) भी प्रदान करता है। ये उपकरण एक तरल प्रवाह को नियंत्रित करते हैं यदि कुछ रसायनों की एक सीमा सांद्रता तक पहुँच जाता है। रासायनिक ट्रांजिस्टर माइक्रोकेमोमैकेनिकल द्रव एकीकृत परिपथ का आधार बनाते हैं। "रासायनिक आईसी" विशेष रूप से रासायनिक जानकारी की प्रक्रिया करते हैं, ऊर्जा-स्व-संचालित होते हैं, स्वचालित रूप से काम करते हैं और बड़े पैमाने पर एकीकरण में सक्षम होते हैं। एक अन्य माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफॉर्म आयनोमेरिक सामग्री पर आधारित है। उस सामग्री से बने पंप कम वोल्टेज (बैटरी) संचालन, बेहद कम शोर हस्ताक्षर, उच्च प्रणाली दक्षता और प्रवाह दर का अत्यधिक सटीक नियंत्रण प्रदान कर सकते हैं। एक अन्य तकनीक जो ई. ए. पी. एक्चुएटर्स के अद्वितीय गुणों से लाभान्वित हो सकती है, वह है ऑप्टिकल झिल्ली। उनके कम मापांक के कारण, एक्चुएटर्स की यांत्रिक प्रतिबाधा, वे सामान्य ऑप्टिकल झिल्ली सामग्री के लिए अच्छी तरह से मेल खाते हैं। इसके अलावा, एक एकल ईएपी एक्चुएटर विस्थापन उत्पन्न करने में सक्षम है जो माइक्रोमीटर से लेकर सेंटीमीटर तक होता है। इस कारण से, इन सामग्रियों का उपयोग स्थिर आकार सुधार और घबराहट दमन के लिए किया जा सकता है। इन एक्चुएटर्स का उपयोग वायुमंडलीय हस्तक्षेप के कारण ऑप्टिकल विचलन को ठीक करने के लिए भी किया जा सकता है। चूँकि ये सामग्री उत्कृष्ट विद्युत सक्रिय चरित्र प्रदर्शित करती हैं, ई. ए. पी. सामग्री बायोमिमेटिक-रोबोट अनुसंधान, तनाव संवेदक और ध्वनिकी क्षेत्र में क्षमता दिखाती हैं, जो निकट भविष्य में ई. ए. पी. को एक अधिक आकर्षक अध्ययन विषय बना देगी। इनका उपयोग ह्यूमनॉइड रोबोट में चेहरे की मांसपेशियों और हाथ की मांसपेशियों जैसे विभिन्न एक्चुएटर के लिए किया गया है। भविष्य की दिशाएँ ई. ए. पी. का क्षेत्र अभी परिपक्व नहीं हुआ है, जिससे कई ऐसे मुद्दे हैं जिन पर अभी भी काम करने की आवश्यकता है। ई. ए. पी. के प्रदर्शन और दीर्घकालिक स्थिरता में पानी की अभेद्य सतह को डिजाइन करके सुधार किया जाना चाहिए। यह ई. ए. पी. में निहित पानी के वाष्पीकरण को रोकेगा, और जब ई. ए. पी. जलीय वातावरण में डूबा हुआ काम कर रहा होगा तो सकारात्मक काउंटर आयनों के संभावित नुकसान को भी कम करेगा। दोष-मुक्त प्रवाहकीय सतह के उत्पादन के तरीकों का उपयोग करके सतह की बेहतर चालकता का पता लगाया जाना चाहिए। यह संभवतः धातु वाष्प निक्षेपण या अन्य डोपिंग विधियों का उपयोग करके किया जा सकता है। एक मोटी प्रवाहकीय परत बनाने के लिए प्रवाहकीय पॉलिमर का उपयोग करना भी संभव हो सकता है। ई. ए. पी. यौगिक में ऊष्मा के उत्पादन के कारण ई. ए. पी. की आंतरिक संरचना को नुकसान पहुँचाए बिना उच्च वोल्टेज पर संचालन की अनुमति देने के लिए ऊष्मा प्रतिरोधी ई. ए. पी. वांछनीय होगा। गति के संभावित तरीकों की सीमा बढ़ाने के लिए विभिन्न विन्यासों (जैसे फाइबर और फाइबर बंडल) में ई. ए. पी. का विकास भी फायदेमंद होगा। वायवीय कृत्रिम मांसपेशियाँ भी देखें कृत्रिम मांसपेशियाँ संदर्भ कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर (ई. ए. पी.) एक्चुएटर्स-वास्तविकता, क्षमता और चुनौतियों, कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर वास्तविकता और विद्युत इंजीनियरिंग पॉलिमर सामग्री गुणों को महसूस करने के लिए इलेक्ट्रोएक्टिव पॉलिमर की चुनौतियों को आगे पढ़ना स्मार्ट सामग्री ट्रांसड्यूसर