19 de Agosto: El efecto Piezoeléctrico y sus

El efecto Piezoelétrico y sus aplicaciones tecnológicas. Cuarta
parte. Por Erika Loa, Concepción Arenas y Víctor M. Castaño. En
las últimas décadas se han investigado ampliamente el PVDF y
su copolímero PVDF/TrFE debido a sus buenas propiedades
ferroeléctricas
y
piezoeléctricas,
mostrando
aplicaciones
valiosas como tranductores electromecánicos poliméricos. Sin
embargo,
el
proceso
de
estiramiento
mecánico
no
es
compatible con el procesamiento de una película delgada en
un sustrato. Por tanto, es difícil de aplicar el PVDF/HFP para
sistemas microelectromecánicos (MEMS). Sensores basados en
membranas de PVDF
sensibilidad y bajo costo.
son atractivos debido a su alta
Por ejemplo, sensores infrarrojos sin
enfriamiento usando películas delgadas de PVDF son usados
para detectar cambios de temperatura de bajo nivel en
radiación infrarroja incidente.
El PVDF puede generar voltajes
de 10 a 25 veces más grandes que los piezocerámicos para la
misma presión aportada. Estos polímeros son muy estables
porque pueden resistir la humedad, la mayoría de químicos,
oxidantes, radiación ultravioleta y radiación nuclear.
Varios
estudios han investigado las mejoras en el desempeño de las
membranas de PVDF, como mezcla química, injerto químico, y
modificaciones superficiales. Entre los distintos métodos, la
mezcla con polímeros tiene la ventaja de la fácil preparación.
Las membranas de PVDF han sido recientemente adoptadas
debido a su resistencia a los oxidantes durante el tratamiento de
agua para beber.
La efectividad de la filtración de la
membrana depende de la calidad del agua y las condiciones
de operación. Por tanto, aún es necesario el estudio de las
características de desempeño de las membranas bajo varias
condiciones de operación. Estudios recientes en la modificación
del PVDF se han centrado en la
materiales
inorgánicos.
La
mezcla de polímeros con
preparación
de
membranas
formadas por partículas inorgánicas uniformemente dispersas en
una matriz polimérica se ha realizado durante muchos años. Se
han estudiado compositos de PVDF y Titanato de Bario (BaTiO3)
pero aún se presenta el problema del alto voltaje de
polarización y la alta resistividad eléctrica haciendo necesario
circuitos de alta impedancia de salida para la detección de
una señal. Para disminuir la resistencia de la muestra, podría ser
incorporado un polímero conductor tal como la Polianilina
(PANI) en pequeña cantidad. En este contexto, la PANI siendo
mucho más conductora que los otros componentes en el
composito, provee un transporte de carga mientras los otros
sirven de aislante y otro el efecto de almacenamiento de
carga. Por lo tanto, el compuesto puede ser considerado como
una red de conductores/resistores y capacitares. Se ha
reportado que la incorporación de polianilina conductora en
ompuestos piezoeléctricos híbridos de PVDF con BaTiO3 reduce
hasta cuatro órdenes de magnitud el campo eléctrico para
polarizar el PVDF y el BaTiO3 de manera individual, el cual está
en el rango de 104 a 106 V/cm. Los autores de este artículo son
Erika Loa, la Dra. Concepción Arenas y Víctor Castaño.
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Víctor
M.
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electrónico vmcastano@uaq.mx, victor.castano@ciateq.mx y
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