Penn State liderliğindeki uluslararası araştırmacılar, Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı’nın da desteklediği çalışma kapsamında ferroelektrik polimer geliştirerek elektrik enerjisini verimli bir biçimde mekanik gerilime dönüştürdü.
Elektrik enerjisini mekanik gerinimlere dönüştürmede son derece iyi olan yeni bir ferroelektrik polimer türü, tıbbi cihazlarda, gelişmiş robotlarda ve hassas konumlandırma sistemlerinde uygulamalar için büyük potansiyele sahip yüksek performanslı bir hareket kontrolörü veya “aktüatör” olarak umut vaat ediyor.
Cisimlerin uygulanan dış kuvvetlere karşı nasıl şekil değiştirdiği ve tepki gösterdiği anlamına gelen mekanik gerilme, elektrik enerjisi benzeri uygulanan harici bir kuvvetle değişecek veya deforme olacak herhangi bir malzeme olan aktüatör için önemli bir özelliktir. Aktüatör malzemeleri aslında serttir fakat ferroelektrik polimerler gibi yumuşak aktüatörler daha yüksek esneklik ve çevresel uyuma sahiptir.Araştırma sayesinde gelişmiş gerinim performansı ve mekanik enerji yoğunluğuna sahip yumuşak aktüatörlerin geliştirilmesi için umut verici bir sonuca ulaşıldı. Çünkü yumuşak aktüatörler güç ve esneklikleri sayesinde özellikle robotik araştırmacılarının ilgisini çeken bir madde olarak tercih ediliyor. Potansiyel olarak artık yapay kas olarak adlandırılan bir tür yumuşak robotiğe sahip olunabilmesi, insan kasına yakın bir malzeme olarak kullanılmasına olanak tanıyacak.
Bununla birlikte, bu malzemelerin vaatlerini yerine getirebilmeleri için aşılması gereken birkaç engel bulunmakta ancak çalışmada bu engellere potansiyel çözümler önerilmektedir. Ferroelektrikler, harici bir elektrik yükü uygulandığında ve malzemelerdeki pozitif ve negatif yükler farklı kutuplara yöneldiğinde kendiliğinden elektrik polarizasyonu gösteren bir malzeme sınıfıdır. Faz geçişi sırasında bu malzemelerdeki gerilim, elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesi gibi özellikleri tamamen değiştirebilir ve aktüatörler olarak kullanışlı hale getirebilir. Penn State Malzeme bilimi ve Mühendisliği Profesörü Qing Wang’e göre; ‘’Potansiyel olarak artık yapay kas olarak adlandırdığımız bir tür yumuşak robotiğe sahip olabiliriz.’’ Ancak yine de araştırmacılar, birkaç adımın daha kaldığı görüşündeler.
