Electroactive polymer
ஒரு மின்னாற்றல் பாலிமர் (EAP) என்பது ஒரு மின்சார புலத்தால் தூண்டப்படும்போது அளவு அல்லது வடிவத்தில் மாற்றத்தை வெளிப்படுத்தும் ஒரு பாலிமர் ஆகும். இந்த வகை பொருளின் மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகள் ஆக்சுவேட்டர்கள் மற்றும் சென்சார்களில் உள்ளன. ஒரு EAP இன் ஒரு பொதுவான பண்பு என்னவென்றால், அவை பெரிய சக்திகளைத் தக்கவைத்துக்கொள்ளும்போது அதிக அளவு சிதைவுக்கு உட்படும். பெரும்பாலான வரலாற்று ஆக்சுவேட்டர்கள் பீங்கான் பைசோ எலக்ட்ரிக் பொருட்களால் செய்யப்படுகின்றன. இந்த பொருட்கள் பெரிய சக்திகளை தாங்கும் திறன் கொண்டவை என்றாலும், அவை பொதுவாக ஒரு சதவீதத்தின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே சிதைக்கும். 1990 களின் பிற்பகுதியில், சில EAP கள் ஒரு 380% திரிபு வரை வெளிப்படுத்த முடியும் என்பது நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, இது எந்த பீங்கான் ஆக்சுவேட்டரையும் விட மிக அதிகம். செயற்கை தசைகளின் வளர்ச்சியில் ரோபாட்டிக்ஸ் துறையில் EAP களுக்கான மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகளில் ஒன்று உள்ளது; எனவே, ஒரு மின்னாற்றல் பாலிமர் பெரும்பாலும் ஒரு செயற்கை தசை என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. 1880 ஆம் ஆண்டில் வில்ஹெல்ம் ரோண்ட்ஜென் ஒரு பரிசோதனையை வடிவமைத்தபோது, இயற்கை ரப்பரின் ஒரு கோடுகளின் இயந்திர பண்புகளில் ஒரு நிலைமின்னியல் புலத்தின் விளைவை அவர் சோதித்தபோது EAP களின் துறை மீண்டும் வெளிப்பட்டது. ரப்பர் பட்டை ஒரு முனையில் பொருத்தப்பட்டு மறுமுனையில் ஒரு வெகுஜனத்துடன் இணைக்கப்பட்டது. மின்சார கட்டணங்கள் பின்னர் ரப்பர் மீது தெளிக்கப்பட்டன, மேலும் நீளம் மாறியது கண்டறியப்பட்டது. 1925 ஆம் ஆண்டில் தான் முதல் பைசோ எலக்ட்ரிக் பாலிமர் (எலக்ட்ரெட்) கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. கார்னூபா மெழுகு, ரோசின் மற்றும் தேனீ மெழுகு ஆகியவற்றை இணைப்பதன் மூலம் எலக்ட்ரெட் உருவாக்கப்பட்டது, பின்னர் கரைசலை குளிர்விக்கிறது, அதே நேரத்தில் இது ஒரு பயன்பாட்டு டிசி மின் சார்புக்கு உட்பட்டது. இந்த கலவை பின்னர் ஒரு பாலிமெரிக் பொருளாக திடப்படுத்தப்படும், இது ஒரு பைசோ எலக்ட்ரிக் விளைவை வெளிப்படுத்தும். பயன்படுத்தப்பட்ட மின்சார மின்னோட்டத்தைத் தவிர, சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளுக்கு பதிலளிக்கும் பாலிமர்களும் இந்த ஆய்வுப் பகுதியில் ஒரு பெரிய பகுதியாக உள்ளன. 1949இல் கச்சால்ஸ்கி மற்றும் பலர். கொலாஜன் இழைகள் அமிலம் அல்லது காரக் கரைசல்களில் நனைக்கப்படும்போது, அவை அளவில் மாற்றத்துடன் பதிலளிக்கும் என்பதை நிரூபித்தது. கொலாஜன் இழைகள் ஒரு அமிலக் கரைசலில் விரிவடைந்து ஒரு காரக் கரைசலில் சுருங்குவது கண்டறியப்பட்டது. பிற தூண்டுதல்கள் (pH போன்றவை) ஆராயப்பட்டாலும், அதன் எளிமை மற்றும் நடைமுறைத்தன்மை காரணமாக பெரும்பாலான ஆராய்ச்சிகள் உயிரியல் அமைப்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் பொருட்டு மின் தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிக்கும் பாலிமர்களை உருவாக்குவதில் அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளன. EAP களில் அடுத்த பெரிய திருப்புமுனை 1960 களின் பிற்பகுதியில் நடந்தது. 1969 ஆம் ஆண்டில் கவாய் பாலிவினைலிடின் ஃவுளூரைடு (பி. வி. டி. எஃப்) ஒரு பெரிய பைசோ எலக்ட்ரிக் விளைவை வெளிப்படுத்துகிறது என்பதை நிரூபித்தது. இது இதே போன்ற விளைவைக் காட்டும் பிற பாலிமர் அமைப்புகளை உருவாக்குவதில் ஆராய்ச்சி ஆர்வத்தைத் தூண்டியது. 1977 ஆம் ஆண்டில் முதல் மின்சாரக் கடத்தும் பாலிமர்கள் ஹிடெகி ஷிரகாவா மற்றும் பலர் கண்டுபிடித்தனர். ஷிரகாவா, ஆலன் மெக்டியர்மிட் மற்றும் ஆலன் ஹீகர் ஆகியோருடன் இணைந்து, பாலிஅசிட்டிலீன் மின்சார கடத்துத்திறன் கொண்டது என்றும், அயோடின் நீராவியுடன் ஊசி போடுவதன் மூலம், அதன் கடத்துத்திறனை 8 வரிசைகளால் அதிகரிக்க முடியும் என்றும் நிரூபித்தார். எனவே கடத்துத்திறன் ஒரு உலோகத்திற்கு அருகில் இருந்தது. 1980 களின் பிற்பகுதியில் பல பாலிமர்கள் ஒரு பைசோ எலக்ட்ரிக் விளைவை வெளிப்படுத்துவதாகக் காட்டப்பட்டன அல்லது கடத்தும் தன்மை கொண்டவை என்று நிரூபிக்கப்பட்டன. 1990 களின் முற்பகுதியில், அயனி பாலிமர்-உலோக கலவைகள் (ஐபிஎம்சி) உருவாக்கப்பட்டன மற்றும் முந்தைய ஈஏபிகளை விட மிக உயர்ந்த மின் செயல்பாட்டு பண்புகளை வெளிப்படுத்துவதாகக் காட்டப்பட்டன. ஐபிஎம்சி-களின் முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், அவை 1 அல்லது 2 வோல்ட் வரை குறைந்த மின்னழுத்தங்களில் செயல்பாட்டை (சிதைவு) காட்ட முடிந்தது. இது முந்தைய எந்த EAP யையும் விட குறைவான அளவின் வரிசையாகும். இந்த பொருட்களுக்கான செயல்பாட்டு ஆற்றல் மிகவும் குறைவாக இருந்தது மட்டுமல்லாமல், அவை மிகப் பெரிய சிதைவுகளுக்கும் ஆளாகக்கூடும். ஐ. பி. எம். சி. க்கள் முன்பு உருவாக்கப்பட்ட ஈ. ஏ. பி. க்களை விட பெரிய அளவிலான ஆர்டர்களை 380% திரிபு வரை எங்கும் காட்சிப்படுத்துவதாகக் காட்டப்பட்டது. 1999 ஆம் ஆண்டில், யோசெப் பார்-கோஹன் மனித சவாலுக்கு எதிரான EAP ரோபோடிக் கையின் கை மல்யுத்த போட்டியை முன்மொழிந்தார். இது ஒரு சவாலாக இருந்தது, இதில் உலகெங்கிலும் உள்ள ஆராய்ச்சி குழுக்கள் ஒரு கை மல்யுத்த போட்டியில் ஒரு மனிதனை தோற்கடிக்கக்கூடிய EAP தசைகளைக் கொண்ட ஒரு ரோபோ கையை வடிவமைக்க போட்டியிட்டன. முதல் சவால் 2005 ஆம் ஆண்டில் எலக்ட்ரோஆக்டிவ் பாலிமர் ஆக்சுவேட்டர்கள் மற்றும் சாதனங்கள் மாநாட்டில் நடைபெற்றது. இந்தத் துறையின் மற்றொரு முக்கிய மைல்கல் என்னவென்றால், செயற்கை தசையாக EAP கள் உட்பட வணிக ரீதியாக உருவாக்கப்பட்ட முதல் சாதனம் 2002 ஆம் ஆண்டில் ஜப்பானில் Eamex ஆல் தயாரிக்கப்பட்டது. இந்த சாதனம் ஒரு மீன் ஆகும், இது தானாகவே நீந்த முடிந்தது, ஒரு EAP தசையைப் பயன்படுத்தி அதன் வாலை நகர்த்தியது. ஆனால் நடைமுறை வளர்ச்சியில் முன்னேற்றம் திருப்திகரமாக இல்லை. 1990 களில் எஸ்ஆர்ஐ இன்டர்நேஷனலில் டிஏஆர்பிஏ நிதியுதவி பெற்ற ஆராய்ச்சி மற்றும் ரான் பெல்ரின் தலைமையில் சிலிகான் மற்றும் அக்ரிலிக் பாலிமர்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு மின்னாற்றல் பாலிமரை உருவாக்கியது; இந்த தொழில்நுட்பம் 2003 ஆம் ஆண்டில் செயற்கை தசை நிறுவனத்திற்கு மாற்றப்பட்டது, 2008 ஆம் ஆண்டில் தொழில்துறை உற்பத்தி தொடங்கியது. 2010 ஆம் ஆண்டில், செயற்கை தசை பேயர் மெட்டீரியல் சயின்ஸின் துணை நிறுவனமாக மாறியது. EAP வகைகள் பல உள்ளமைவுகளைக் கொண்டிருக்கலாம், ஆனால் அவை பொதுவாக இரண்டு முக்கிய வகுப்புகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளனஃ மின்கடத்தா மற்றும் அயனி. மின்கடத்தா மின்கடத்தா ஈ. ஏ. பி. க்கள் என்பது பாலிமரை அழுத்தும் இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையிலான நிலைமின்னியல் விசைகளால் செயல்படும் பொருட்கள் ஆகும். மின்கடத்தா எலாஸ்டோமர்கள் மிக உயர்ந்த விகாரங்களைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை அடிப்படையில் ஒரு மின்தேக்கியாகும், இது ஒரு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது அதன் கொள்ளளவை மாற்றுகிறது, இது பாலிமரை தடிமனாக சுருக்கவும் மின்சார புலம் காரணமாக பரப்பளவில் விரிவடையவும் அனுமதிக்கிறது. இந்த வகை EAP க்கு பொதுவாக அதிக மின்சார புலங்களை (நூற்றுக்கணக்கான முதல் ஆயிரக்கணக்கான வோல்ட்) உற்பத்தி செய்ய ஒரு பெரிய செயல்பாட்டு மின்னழுத்தம் தேவைப்படுகிறது, ஆனால் மிகக் குறைந்த மின் நுகர்வு. மின்கடத்தா EAP களுக்கு ஆக்சுவேட்டரை ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில் வைத்திருக்க எந்த சக்தியும் தேவையில்லை. மின்கடத்தல் பாலிமர்கள் மற்றும் மின்கடத்தா எலாஸ்டோமர்கள் இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் பாலிமர்கள் என்பது படிக துருவ பாலிமர்களின் ஒரு குழுவாகும், அவை ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் ஆகும், அதாவது அவை ஒரு நிரந்தர மின்சார துருவமுனைப்பை பராமரிக்கின்றன, அவை வெளிப்புற மின்சார புலத்தில் தலைகீழாக அல்லது மாற்றப்படலாம். பாலிவினைலிடின் ஃவுளூரைடு (பி. வி. டி. எஃப்) போன்ற ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் பாலிமர்கள், அவற்றின் உள்ளார்ந்த பைசோ எலக்ட்ரிக் பதிலின் காரணமாக ஒலி கடத்திகள் மற்றும் எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் ஆக்சுவேட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றின் உள்ளார்ந்த பைரோ எலக்ட்ரிக் பதிலின் காரணமாக வெப்ப சென்சார்களாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின்கடத்தல் கிராஃப்ட் பாலிமர்கள் மின்கடத்தல் கிராஃப்ட் பாலிமர்கள் கிளை பக்க சங்கிலிகளுடன் நெகிழ்வான முதுகெலும்பு சங்கிலிகளைக் கொண்டுள்ளன. அருகிலுள்ள முதுகெலும்பு பாலிமர்களில் உள்ள பக்க சங்கிலிகள் குறுக்கு இணைப்பை உருவாக்கி படிக அலகுகளை உருவாக்குகின்றன. முதுகெலும்பு மற்றும் பக்க சங்கிலி படிக அலகுகள் பின்னர் துருவப்படுத்தப்பட்ட மோனோமர்களை உருவாக்கலாம், அவை பகுதி கட்டணங்களைக் கொண்ட அணுக்களைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ள இருமுனை தருணங்களை உருவாக்குகின்றன. ஒரு மின் புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ஒவ்வொரு பகுதி மின்னூட்டத்திற்கும் ஒரு விசை பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் முழு பாலிமர் அலகு சுழற்சியை ஏற்படுத்துகிறது. இந்த சுழற்சி மின்கடத்தல் திரிபு மற்றும் பாலிமரின் சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது. திரவ படிக பாலிமர்கள் மெயின்-செயின் திரவ படிக பாலிமர்கள் ஒரு நெகிழ்வான ஸ்பேசர் மூலம் ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கப்பட்ட மெசோஜெனிக் குழுக்களைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு முதுகெலும்புக்குள் உள்ள மெசோஜன்கள் மெசோபேஸ் கட்டமைப்பை உருவாக்குகின்றன, இதனால் பாலிமர் மெசோபேஸின் கட்டமைப்புடன் இணக்கமான ஒரு இணக்கத்தை பின்பற்றுகிறது. பாலிமர் இணக்கத்துடன் திரவ படிக வரிசையின் நேரடி இணைப்பு பிரதான சங்கிலி திரவ படிக எலாஸ்டோமர்களுக்கு அதிக அளவு ஆர்வத்தை அளித்துள்ளது. அதிக நோக்குடைய எலாஸ்டோமர்களின் தொகுப்பு பாலிமர் சங்கிலி திசையில் வெப்பநிலை மாறுபாட்டுடன் ஒரு பெரிய திரிபு வெப்ப செயல்பாட்டைக் கொண்டிருக்க வழிவகுக்கிறது, இதன் விளைவாக தனித்துவமான இயந்திர பண்புகள் மற்றும் இயந்திர ஆக்சுவேட்டர்களாக சாத்தியமான பயன்பாடுகள் ஏற்படுகின்றன. அயனி அயனி EAP கள் பாலிமர்கள் ஆகும், இதில் பாலிமருக்குள் உள்ள அயனிகளின் இடப்பெயர்ச்சியால் செயல்பாடு ஏற்படுகிறது. ஆக்சுவேஷனுக்கு ஒரு சில வோல்ட் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது, ஆனால் அயனி ஓட்டம் ஆக்சுவேஷனுக்குத் தேவையான அதிக மின் சக்தியைக் குறிக்கிறது, மேலும் ஆக்சுவேட்டரை ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில் வைத்திருக்க ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. அயனி ஈ. ஏ. பி. எஸ்ஸின் எடுத்துக்காட்டுகள் கடத்தும் பாலிமர்கள், அயனி பாலிமர்-உலோக கலவைகள் (ஐபிஎம்சி) மற்றும் பதிலளிக்கக்கூடிய ஜெல்கள் ஆகும். மற்றொரு உதாரணம் பக்கி ஜெல் ஆக்சுவேட்டர் ஆகும், இது பாலி எலக்ட்ரோலைட் பொருளின் பாலிமர் ஆதரவு அடுக்கு ஆகும், இது ஒற்றை சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்களைக் கொண்ட அயனி திரவத்தின் ஜெல்லைக் கொண்ட இரண்டு மின்முனை அடுக்குகளுக்கு இடையில் ஒரு அயனி திரவத்தைக் கொண்டுள்ளது. கார்பன் நானோகுழாய்களை வடிகட்டுவதன் மூலம் உருவாக்கக்கூடிய காகிதத்துடன் ஜெல்லின் ஒற்றுமையிலிருந்து இந்த பெயர் வருகிறது, இது பக்பேப்பர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மின்காந்தவியல் திரவ மின்காந்தவியல் திரவங்கள் ஒரு மின்காந்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஒரு கரைசலின் பாகுத்தன்மையை மாற்றுகின்றன. திரவம் என்பது குறைந்த மின்கடத்தா-நிலையான திரவத்தில் பாலிமர்களின் இடைநீக்கம் ஆகும். ஒரு பெரிய மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் சஸ்பென்ஷனின் பாகுத்தன்மை அதிகரிக்கிறது. இந்த திரவங்களின் சாத்தியமான பயன்பாடுகளில் அதிர்ச்சி உறிஞ்சிகள், இயந்திர ஏற்றங்கள் மற்றும் ஒலி டாம்பர்கள் ஆகியவை அடங்கும். அயனி பாலிமர்-உலோக கலப்பு அயனி பாலிமர்-உலோக கலவைகள் அதன் மேற்பரப்பில் பூசப்பட்ட உன்னத உலோக மின்முனைகளைக் கொண்ட மெல்லிய அயனோமெரிக் சவ்வைக் கொண்டுள்ளன. பாலிமர் முதுகெலும்பில் பொருத்தப்பட்ட எதிர்மின் அயனிகளின் மின்னூட்டத்தை சமநிலைப்படுத்துவதற்கான நேர்மின் அயனிகளும் இதில் உள்ளன. அவை மிகவும் சுறுசுறுப்பான ஆக்சுவேட்டர்கள், அவை குறைந்த பயன்பாட்டு மின்னழுத்தத்தில் மிக அதிக சிதைவைக் காட்டுகின்றன மற்றும் குறைந்த மின்மறுப்பைக் காட்டுகின்றன. அயனி பாலிமர்-உலோக கலவைகள் கேட்டியானிக் எதிர் அயனிகள் மற்றும் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்சார புலத்தின் கேத்தோடு இடையே நிலைமின்னியல் ஈர்ப்பு மூலம் செயல்படுகின்றன, ஒரு திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. கொலாஜன் இழைகள் அடிப்படையில் இயற்கையான சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனி பாலிமர்களால் ஆனவை என்பதால் இந்த வகையான பாலிமர்கள் உயிர்-பிரதி பயன்பாடுகளுக்கு மிகப்பெரிய வாக்குறுதியைக் காட்டுகின்றன. நாஃபியோன் மற்றும் ஃப்ளெமியோன் பொதுவாக அயனி பாலிமர் உலோக கலவைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தூண்டுதல்-பதிலளிக்கும் ஜெல்கள் தூண்டுதல்-பதிலளிக்கும் ஜெல்கள் (ஹைட்ரோஜெல்ஸ், வீக்கம் முகவர் ஒரு நீரிய கரைசலாக இருக்கும்போது) தொகுதி கட்ட மாற்றம் நடத்தை கொண்ட ஒரு சிறப்பு வகையான வீக்கமுடியும் பாலிமர் நெட்வொர்க்குகள் ஆகும். இந்த பொருட்கள் அவற்றின் அளவு, ஒளியியல், இயந்திர மற்றும் பிற பண்புகளை சில இயற்பியல் (எ. கா. மின்சார புலம், ஒளி, வெப்பநிலை) அல்லது இரசாயன (செறிவுகள்) தூண்டுதல்கள். இந்த பொருட்களின் அளவு மாற்றம் வீக்கம்/சுருங்குவதன் மூலம் ஏற்படுகிறது மற்றும் பரவல் அடிப்படையிலானது. திட-நிலை பொருட்களின் அளவில் மிகப்பெரிய மாற்றத்தை ஜெல்கள் வழங்குகின்றன. மைக்ரோ-ஃபேப்ரிகேஷன் தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒரு சிறந்த பொருந்தக்கூடிய தன்மையுடன் இணைந்து, குறிப்பாக தூண்டுதல்-பதிலளிக்கும் ஹைட்ரோஜல்கள் சென்சார்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்கள் கொண்ட மைக்ரோசிஸ்டம்களுக்கு வலுவான ஆர்வத்தை அதிகரிக்கின்றன. வேதியியல் சென்சார் அமைப்புகள், மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்ஸ் மற்றும் மல்டிமோடல் இமேஜிங் அமைப்புகள் ஆகியவை தற்போதைய ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறைகளாகும். மின்கடத்தா மற்றும் அயனி EAP களின் ஒப்பீடு மின்கடத்தா பாலிமர்கள் ஒரு டிசி மின்னழுத்தத்தின் கீழ் செயல்படுத்தப்படும் போது அவற்றின் தூண்டப்பட்ட இடப்பெயர்ச்சியை வைத்திருக்க முடியும். இது மின்கடத்தா பாலிமர்களை ரோபோ பயன்பாடுகளுக்கு பரிசீலிக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த வகையான பொருட்கள் அதிக இயந்திர ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் செயல்திறனில் பெரிய குறைப்பு இல்லாமல் காற்றில் இயக்கப்படலாம். இருப்பினும், மின்கடத்தா பாலிமர்களுக்கு முறிவு நிலைக்கு அருகில் இருக்கும் மிக அதிக செயல்பாட்டு புலங்கள் (> 10 வி/மைக்ரோமீட்டர்) தேவைப்படுகின்றன. அயனி பாலிமர்களை செயல்படுத்துவதற்கு, மறுபுறம், 1 முதல் 2 வோல்ட் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது. இருப்பினும் அவை ஈரப்பதத்தை பராமரிக்க வேண்டும், இருப்பினும் சில பாலிமர்கள் வறண்ட சூழலில் அவற்றைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கும் தன்னிறைவு கொண்ட மூடப்பட்ட ஆக்டிவேட்டர்களாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. அயனி பாலிமர்கள் குறைந்த எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் இணைப்பைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும் அவை உயிர்-பிரதிபலிப்பு சாதனங்களுக்கு ஏற்றவை. எலக்ட்ரோஆக்டிவ் பாலிமர்களை வகைப்படுத்த பல வெவ்வேறு வழிகள் இருந்தாலும், மூன்று மட்டுமே இங்கு உரையாற்றப்படும்ஃ ஸ்ட்ரெஸ்-ஸ்ட்ரெய்ன் வளைவு, டைனமிக் மெக்கானிக்கல் தெர்மல் அனாலிசிஸ் மற்றும் டைஎலெக்ட்ரிக் தெர்மல் அனாலிசிஸ். ஸ்ட்ரெஸ் ஸ்ட்ரெய்ன் வளைவுகள் பாலிமரின் இயந்திர பண்புகளான உடையக்கூடிய தன்மை, நெகிழ்ச்சி மற்றும் பாலிமரின் மகசூல் வலிமை பற்றிய தகவல்களை வழங்குகின்றன. பாலிமருக்கு ஒரு சீரான விகிதத்தில் ஒரு சக்தியை வழங்குவதன் மூலமும், அதன் விளைவாக ஏற்படும் சிதைவை அளவிடுவதன் மூலமும் இது செய்யப்படுகிறது. இந்த சிதைவுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த நுட்பம் பொருளின் வகையை (உடையக்கூடிய, கடினமான போன்றவை) தீர்மானிக்க பயனுள்ளதாக இருக்கும். ), ஆனால் பாலிமர் எலும்பு முறிவுகள் வரை அழுத்தம் அதிகரிக்கப்படுவதால் இது ஒரு அழிவுகரமான நுட்பமாகும். டைனமிக் மெக்கானிக்கல் தெர்மல் அனாலிசிஸ் (டி. எம். டி. ஏ) இரண்டும் டைனமிக் மெக்கானிக்கல் அனாலிசிஸ் என்பது ஒரு அழிவில்லாத நுட்பமாகும், இது மூலக்கூறு மட்டத்தில் சிதைவின் பொறிமுறையைப் புரிந்துகொள்ள பயனுள்ளதாக இருக்கும். டி. எம். டி. ஏ. வில் பாலிமருக்கு ஒரு சைனூசாய்டல் அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் பாலிமரின் சிதைவின் அடிப்படையில் மீள் மாடுலஸ் மற்றும் டாம்பிங் பண்புகள் பெறப்படுகின்றன (பாலிமர் ஒரு ஈரமான ஹார்மோனிக் ஆஸிலேட்டர் என்று வைத்துக்கொள்வோம்). நெகிழ்வான பொருட்கள் அழுத்தத்தின் இயந்திர ஆற்றலை எடுத்து அதை சாத்தியமான ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன, பின்னர் அதை மீட்டெடுக்க முடியும். ஒரு சிறந்த நீரூற்று அதன் அசல் வடிவத்தை மீண்டும் பெற அனைத்து சாத்தியமான ஆற்றலையும் பயன்படுத்தும் (தணிப்பு இல்லை), அதே நேரத்தில் ஒரு திரவம் அனைத்து சாத்தியமான ஆற்றலையும் பாய்ச்சும், அதன் அசல் நிலை அல்லது வடிவத்திற்கு ஒருபோதும் திரும்பாது (உயர் தணிப்பு). ஒரு விஸ்கோலெஸ்டிக் பாலிமர் இரண்டு வகையான நடத்தைகளின் கலவையை வெளிப்படுத்தும். மின்கடத்தா வெப்ப பகுப்பாய்வு (டி. இ. டி. ஏ) டி. இ. டி. ஏ. டி. எம். டி. ஏ. வைப் போன்றது, ஆனால் ஒரு மாற்று இயந்திர விசைக்கு பதிலாக ஒரு மாற்று மின்சார புலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பயன்படுத்தப்படும் புலம் மாதிரியின் துருவமுனைப்புக்கு வழிவகுக்கும், மேலும் பாலிமர் நிரந்தர இருமுனைகளைக் கொண்ட குழுக்களைக் கொண்டிருந்தால் (படம் 2 இல் உள்ளபடி), அவை மின் புலத்துடன் சீரமைக்கப்படும். வீச்சில் ஏற்படும் மாற்றத்திலிருந்து அனுமதி அளவிடப்படலாம் மற்றும் மின்கடத்தா சேமிப்பு மற்றும் இழப்பு கூறுகளாக தீர்க்கப்படலாம். மின்னோட்டத்தைப் பின்பற்றுவதன் மூலமும் மின்சார இடப்பெயர்ச்சி புலத்தை அளவிட முடியும். புலம் அகற்றப்பட்டவுடன், இருமுனைகள் மீண்டும் சீரற்ற நோக்குநிலைக்கு ஓய்வெடுக்கும். பயன்பாடுகள் பல பாலிமெரிக் பொருட்களை செயலாக்குவதில் உள்ள எளிமை காரணமாக EAP பொருட்கள் எளிதில் பல்வேறு வடிவங்களில் தயாரிக்கப்படலாம், அவை மிகவும் பல்துறை பொருட்களை உருவாக்குகின்றன. EAP களுக்கான ஒரு சாத்தியமான பயன்பாடு என்னவென்றால், அவை ஸ்மார்ட் ஆக்சுவேட்டர்களை உற்பத்தி செய்ய மைக்ரோ எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் அமைப்புகளில் (MEMS) ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். செயற்கை தசைகள் மிகவும் வருங்கால நடைமுறை ஆராய்ச்சி திசையாக, செயற்கை தசைகளில் EAP கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. அதிக எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை, பெரிய செயல்பாட்டு திரிபு மற்றும் உள்ளார்ந்த அதிர்வு தணிப்பு ஆகியவற்றுடன் உயிரியல் தசைகளின் செயல்பாட்டைப் பின்பற்றும் திறன் இந்தத் துறையில் விஞ்ஞானிகளின் கவனத்தை ஈர்க்கிறது. ஒரு வகை கையை உருவாக்க கூட EAP கள் வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. தொடு டிஸ்ப்ளேக்கள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில், பார்வையற்றவர்களுக்கு விரைவான வாசிப்பு மற்றும் கணினி உதவி தகவல்தொடர்புகளில் உதவுவதற்காக "புதுப்பிக்கக்கூடிய பிரெய்லி டிஸ்ப்ளேக்களுக்கான எலக்ட்ரோ ஆக்டிவ் பாலிமர்கள்" வெளிவந்துள்ளன. இந்த கருத்து ஒரு வரிசை வடிவத்தில் கட்டமைக்கப்பட்ட ஒரு EAP ஆக்சுவேட்டரைப் பயன்படுத்துவதை அடிப்படையாகக் கொண்டது. ஒரு EAP படத்தின் ஒரு பக்கத்தில் மின்முனைகளின் வரிசைகளும் மறுபுறம் நெடுவரிசைகளும் வரிசையில் உள்ள தனிப்பட்ட கூறுகளை செயல்படுத்துகின்றன. ஒவ்வொரு உறுப்பும் ஒரு பிரெய்லி புள்ளியுடன் பொருத்தப்பட்டு, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உறுப்பின் தடிமன் முழுவதும் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் குறைக்கப்படுகிறது, இதனால் உள்ளூர் தடிமன் குறைகிறது. கணினி கட்டுப்பாட்டின் கீழ், படிக்க வேண்டிய தகவல்களைக் குறிக்கும் உயரங்கள் மற்றும் தாழ்வுகளின் தொட்டுணரக்கூடிய வடிவங்களை உருவாக்க புள்ளிகள் செயல்படுத்தப்படும். ஒரு மெய்நிகர் மேற்பரப்பின் காட்சி மற்றும் தொட்டுணரக்கூடிய பதிவுகள் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட தொட்டுணரக்கூடிய காட்சி மூலம் காட்டப்படுகின்றன, இது "செயற்கை தோல்" என்று அழைக்கப்படுகிறது (படம். 6). இந்த மோனோலிதிக் சாதனங்கள் தூண்டுதல்-பதிலளிக்கும் ஹைட்ரோஜெல்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஆயிரக்கணக்கான மல்டிமோடல் மாடுலேட்டர்களின் (ஆக்சுவேட்டர் பிக்சல்கள்) வரிசையைக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு மாடுலேட்டரும் தனித்தனியாக அவற்றின் பரிமாற்றம், உயரம் மற்றும் மென்மையை மாற்ற முடியும். பார்வையற்றவர்களுக்கான கிராஃபிக் டிஸ்ப்ளேக்களாக அவற்றின் சாத்தியமான பயன்பாட்டைத் தவிர, அத்தகைய டிஸ்ப்ளேக்கள் டச்பேட்கள் மற்றும் கன்சோல்களின் இலவச நிரல்படுத்தக்கூடிய விசைகள் போன்ற சுவாரஸ்யமானவை. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்ஸ் EAP பொருட்கள் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்குகளுக்கு பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, எ. கா. மருந்து விநியோக அமைப்புகள், மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்கள் மற்றும் லேப்-ஆன்-ஏ-சிப். இலக்கியத்தில் தெரிவிக்கப்பட்ட முதல் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் இயங்குதள தொழில்நுட்பம் தூண்டுதல்-பதிலளிக்கும் ஜெல்களை அடிப்படையாகக் கொண்டது. நீர் ஹைட்ரோஜெல் அடிப்படையிலான மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களின் மின்னாற்பகுப்பைத் தவிர்க்க முக்கியமாக குறைந்த முக்கியமான கரைசல் வெப்பநிலை (எல். சி. எஸ். டி) பண்புகளைக் கொண்ட வெப்பநிலை-பதிலளிக்கும் பாலிமர்களை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, அவை மின் வெப்ப இடைமுகத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. இரண்டு வகையான மைக்ரோபம்ப்கள் அறியப்படுகின்றன, ஒரு பரவல் மைக்ரோபம்ப் மற்றும் ஒரு இடப்பெயர்ச்சி மைக்ரோபம்ப். தூண்டுதல்-பதிலளிக்கும் ஹைட்ரோஜல்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட மைக்ரோவால்வ்ஸ் துகள் சகிப்புத்தன்மை, கசிவு இல்லை மற்றும் சிறந்த அழுத்த எதிர்ப்பு போன்ற சில சாதகமான பண்புகளைக் காட்டுகின்றன. இந்த மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் நிலையான கூறுகளைத் தவிர, ஹைட்ரோஜெல் இயங்குதளம் இரசாயன சென்சார்கள் மற்றும் ஒரு புதிய வகை மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் கூறுகள், இரசாயன டிரான்சிஸ்டர்கள் (கீமோஸ்டாட் வால்வுகள் என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது) ஆகியவற்றை வழங்குகிறது. குறிப்பிட்ட இரசாயனங்களின் வரம்பு செறிவை அடைந்தால் இந்த சாதனங்கள் திரவ ஓட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன. வேதியியல் டிரான்சிஸ்டர்கள் நுண் வேதியியல் இயந்திர திரவ ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளின் அடிப்படையை உருவாக்குகின்றன. "இரசாயன ஐ. சி. க்கள்" செயல்முறை பிரத்தியேகமாக இரசாயன தகவல்கள், ஆற்றல்-சுய-ஆற்றல் கொண்டவை, தானாகவே செயல்படுகின்றன மற்றும் பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்புக்கு திறன் கொண்டவை. மற்றொரு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் தளம் அயனோமெரிக் பொருட்களை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அந்த பொருளிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் பம்புகள் குறைந்த மின்னழுத்த (பேட்டரி) செயல்பாடு, மிகக் குறைந்த சத்தம் கையொப்பம், அதிக அமைப்பு செயல்திறன் மற்றும் ஓட்ட விகிதத்தின் மிகவும் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டை வழங்க முடியும். EAP ஆக்சுவேட்டர்களின் தனித்துவமான பண்புகளிலிருந்து பயனடையக்கூடிய மற்றொரு தொழில்நுட்பம் ஒளியியல் சவ்வுகள் ஆகும். அவற்றின் குறைந்த மாடுலஸ், ஆக்சுவேட்டர்களின் இயந்திர மின்மறுப்பு காரணமாக, அவை பொதுவான ஒளியியல் சவ்வு பொருட்களுடன் நன்கு பொருந்துகின்றன. மேலும், ஒரு ஒற்றை EAP ஆக்சுவேட்டர் மைக்ரோமீட்டர்கள் முதல் சென்டிமீட்டர்கள் வரை இடப்பெயர்வுகளை உருவாக்கும் திறன் கொண்டது. இந்த காரணத்திற்காக, இந்த பொருட்கள் நிலையான வடிவ திருத்தம் மற்றும் கிளர்ச்சி அடக்குமுறைக்கு பயன்படுத்தப்படலாம். வளிமண்டல குறுக்கீடு காரணமாக ஒளியியல் பிறழ்வுகளை சரிசெய்ய இந்த ஆக்சுவேட்டர்கள் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த பொருட்கள் சிறந்த மின்னாற்றல் தன்மையை வெளிப்படுத்துவதால், ஈ. ஏ. பி பொருட்கள் பயோமிமெடிக்-ரோபோ ஆராய்ச்சி, மன அழுத்தம் சென்சார்கள் மற்றும் ஒலியியல் துறையில் திறனைக் காட்டுகின்றன, இது எதிர்காலத்தில் ஈ. ஏ. பி. க்களை மிகவும் கவர்ச்சிகரமான ஆய்வு தலைப்பாக மாற்றும். ஹ்யூமனாய்டு ரோபோக்களில் முக தசைகள் மற்றும் கை தசைகள் போன்ற பல்வேறு ஆக்சுவேட்டர்களுக்கு அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எதிர்கால திசைகள் EAP களின் துறை முதிர்ச்சியடையவில்லை, இது இன்னும் வேலை செய்ய வேண்டிய பல சிக்கல்களை விட்டுச்செல்கிறது. நீர் ஊடுருவ முடியாத மேற்பரப்பை வடிவமைப்பதன் மூலம் EAP இன் செயல்திறன் மற்றும் நீண்ட கால ஸ்திரத்தன்மை மேம்படுத்தப்பட வேண்டும். இது EAP இல் உள்ள நீர் ஆவியாதலைத் தடுக்கும், மேலும் EAP ஒரு நீர்வாழ் சூழலில் நீரில் மூழ்கும்போது நேர்மறை எதிர் அயனிகளின் சாத்தியமான இழப்பையும் குறைக்கும். குறைபாடு இல்லாத கடத்தும் மேற்பரப்பை உருவாக்குவதற்கான முறைகளைப் பயன்படுத்தி மேம்பட்ட மேற்பரப்பு கடத்துத்திறன் ஆராயப்பட வேண்டும். உலோக நீராவி படிவு அல்லது பிற ஊக்கமருந்து முறைகளைப் பயன்படுத்தி இதைச் செய்யலாம். ஒரு தடிமனான கடத்தும் அடுக்கை உருவாக்க கடத்தும் பாலிமர்களைப் பயன்படுத்துவதும் சாத்தியமாகும். EAP கலவையில் வெப்பத்தின் உற்பத்தி காரணமாக EAP இன் உள் கட்டமைப்பை சேதப்படுத்தாமல் அதிக மின்னழுத்தங்களில் செயல்பாட்டை அனுமதிக்க வெப்ப எதிர்ப்பு EAP விரும்பத்தக்கதாக இருக்கும். சாத்தியமான இயக்க முறைகளின் வரம்பை அதிகரிப்பதற்காக, வெவ்வேறு கட்டமைப்புகளில் (எ. கா., இழைகள் மற்றும் நார் மூட்டைகள்) ஈ. ஏ. பி. க்களை உருவாக்குவது பயனுள்ளதாக இருக்கும். மேலும் காண்க நியூமேடிக் செயற்கை தசைகள் செயற்கை தசைகள் குறிப்புகள் மேலும் வாசிப்பு எலக்ட்ரோஆக்டிவ் பாலிமர் (EAP) ஆக்சுவேட்டர்கள் செயற்கை தசைகள்-உண்மை, திறன் மற்றும் சவால்கள், எலக்ட்ரோஆக்டிவ் பாலிமர்கள் செயற்கை தசைகள் உண்மை மற்றும் மின்சார பொறியியல் பாலிமர் பொருள் பண்புகளை உணர்ந்து கொள்வதற்கான எலக்ட்ரோஆக்டிவ் பாலிமர்கள் சவால்கள் ஸ்மார்ட் பொருட்கள் கடத்திகள்