Materiais Bioinspirados Sensíveis a Estímulos para Atuadores Macios

Espécies biológicas podem andar, nadar, voar, pular e escalar com velocidades de resposta rápidas e complexidade de movimento. Essas funções notáveis são realizadas por meio de organismos de atuadores macios, que são comumente compostos por sistemas de tecido muscular. Para alcançar a criação de seus homólogos artificiais biomiméticos, vários materiais sensíveis a estímulos biomiméticos foram sintetizados e desenvolvidos nas últimas décadas. Eles podem responder a vários estímulos externos na forma de transformações estruturais ou morfológicas, convertendo ativamente ou passivamente a energia de entrada em energia mecânica. Eles são o elemento central de atuadores macios para dispositivos inteligentes típicos, como robôs macios, músculos artificiais, sensores inteligentes e nanogeradores. Progressos significativos foram feitos no desenvolvimento de materiais bioinspirados sensíveis a estímulos. No entanto, esses materiais não foram resumidos de forma abrangente com mecanismos de atuação específicos na literatura. Nesta revisão, discutiremos os avanços recentes em materiais sensíveis a estímulos biomiméticos que são instrumentais para atuadores macios. Primeiramente, diferentes princípios sensíveis a estímulos para atuadores macios são discutidos, incluindo estímulos fluidos, elétricos, térmicos, magnéticos, de luz e químicos. Além disso, resumimos o estado da arte dos materiais sensíveis a estímulos para atuadores macios e exploramos as vantagens e desvantagens do uso de polímeros electroativos, compósitos macios magnéticos, polímeros responsivos foto-térmicos, ligas com memória de forma e outros materiais macios responsivos. Finalmente, fornecemos uma visão crítica sobre o campo dos atuadores macios sensíveis a estímulos e enfatizamos os desafios no processo de sua implementação em várias indústrias.