Fibras Huecas de Elastómero de Cristal Líquido como Músculos Artificiales con Activación Rápida y Grande Habilitada por un Efecto Mejorado Térmico‐Neumático

Resumen El elastómero de cristal líquido (LCE) presenta una gran y reversible deformación bajo estimulación, lo que lo convierte en un material ideal para músculos artificiales. Actualmente, el LCE sensible a múltiples estímulos responde realmente a cada estímulo de forma independiente en lugar de responder a varios estímulos simultáneamente. Lograr un efecto mejorado a partir de estímulos concurrentes sigue siendo un desafío, lo que requiere un nuevo mecanismo de respuesta a estímulos. Este trabajo desarrolla un nuevo y fácil método de plantilla asistido por evaporación de disolvente para preparar fibras huecas de LCE (LCEHF) con alineación axial. Aprovechando el efecto mejorado de la transición de fase inducida por calor y la orientación inducida por fuerzas mecánicas de los mesógenos, el LCEHF, tanto bajo calor como presión, puede producir una gran relación de contracción de ≈50%, que es mayor que el 42% de la estimulación térmica o el 27% de la estimulación neumática. También puede mejorar la velocidad de respuesta y recuperación respectiva del LCEHF a 300 y 3700 veces de la activación neumática. Además, el efecto mejorado reduce la temperatura de activación muy por debajo de la temperatura de transición de fase, otorgando al LCEHF un alto rendimiento mecánico durante la activación. Además, el LCEHF dualmente sensible a térmica y neumática puede imitar los bíceps humanos y causar una gran y rápida flexión de un brazo artificial de forma reversible. Esta nueva metodología de activación arroja nueva luz sobre la mejora del rendimiento de activación del LCE y amplía sus escenarios de aplicación.