Publicação

Magnetic ionic liquid/polymer composites for printable sensors and actuators

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Num mundo governado digitalmente, intimamente ligado aos conceitos da Internet das Coisas e da Indústria 4.0, há necessidade de tecnologias de deteção e atuação universais e multifuncionais. Consequentemente, a procura pelo desenvolvimento de dispositivos flexíveis, leves, económicos e eficientes está a aumentar. Portanto, há uma necessidade crescente de explorar uma variedade de materiais inteligentes que tenham o potencial de responder a diferentes estímulos externos de maneira controlada e repetitiva. Polímeros eletroativos (PEAs) são adequados para o desenvolvimento de sensores e atuadores por a sua capacidade de gerar uma resposta elétrica quando estimulados externamente e viceversa. Frequentemente, os dispositivos baseados em PEAs incorporam materiais ativos como nanopartículas e nanofios para melhorar seu desempenho. No entanto, estas cargas apresentam tipicamente fraca dispersão e aglomeração. Os líquidos iónicos (LIs) oferecem uma alternativa promissora com vantagens como excelente dispersão e capacidade de serem adaptados para aplicações específicas devido à sua diversificada gama de espécies iónicas. O principal objetivo deste trabalho é investigar, adaptar e otimizar as propriedades de novos PEAs iónicos multifuncionais de alto desempenho. Estes PEAs são baseados em LIs magnéticos (LIMs) e diferentes matrizes poliméricas, como poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e copolímeros, poliuretano (PUA) e carragenina, visando aplicações em sensores (termocrómicos, humidade e magnéticos) e atuadores para telas sensíveis ao toque com propriedades táteis. Os materiais foram preparados em várias condições e suas propriedades magnéticas, elétricas, mecânicas, termocrómicas, eletromecânicas, magnetoiónicas (MI) determinadas. As propriedades foram relacionadas às propriedades físico-químicas, permitindo otimizar a resposta funcional. Inicialmente, foram investigados compósitos à base de PVDF e seus copolímeros e diversos LIMs, explorando seu potencial para sensores e atuadores. A análise incluiu não só a avaliação da compatibilidade entre diferentes LIMs, mas também a adaptação dos parâmetros de processamento para obter respostas ideais nos compósitos. Foi realizado um exame minucioso das propriedades estruturais, físico-químicas, térmicas, elétricas e magnéticas. Posteriormente, foram avaliadas as respostas eletromecânicas e MI. Explorando a multifuncionalidade dos compósitos, a deteção de humidade e o termocromismo foram investigados, utilizando vários LIs à base de imidazólio. Simultaneamente, foram exploradas alternativas mais ecológicas para os polímeros, como a resina epóxi curável por UV e o polímero natural carragenina. Em conclusão, novos compósitos LIM/polímero foram desenvolvidos e sua aplicabilidade para aplicações em sensores e atuadores foi demonstrada. Além disso, os materiais desenvolvidos são compatíveis com o processamento por técnicas de fabricação aditiva.
Autores principais:	Fernandes, Liliana Sofia Correia
Assunto:	Líquidos iónicos magnéticos Materiais termocrómicos Polímeros eletroativos Sensores e atuadores Magnetic ionic liquids Thermochromic materials Electroactive polymers Sensors and actuators
Ano:	2024
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	inglês
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho