Crédit :Jakub Kedzierski
Les actionneurs microhydrauliques sont conçus pour convertir l'énergie électrique en énergie mécanique à une échelle microscopique avec une densité de puissance et un rendement plus élevés. Essentiellement, ces nouveaux actionneurs fonctionnent en combinant la force de tension superficielle dérivée d'un grand nombre de gouttelettes qui sont déformées par des électrodes d'électromouillage.
Dans une étude publiée dans Robotique scientifique , deux chercheurs du MIT ont récemment étudié les performances d'actionneurs microhydrauliques linéaires et rotatifs à l'échelle du microgramme entraînés par électromouillage. Ce travail est une évolution de leurs efforts antérieurs, qui a exploré de nouvelles façons de convertir l'énergie électrique en énergie hydraulique.
« Nous travaillons depuis plusieurs années sur l'effet électromouillant, et ont été intrigués par la possibilité de générer un mouvement physique en concevant un dispositif hybride solide et fluide basé sur l'électromouillage, " Jakub Kedzierski, l'un des chercheurs qui a mené l'étude, a déclaré TechXplore. "Après avoir travaillé sur différentes itérations de conception, nous avons opté pour cette conception."
La conception des actionneurs microhydrauliques imaginés par Kedzierski et son collègue Eric Holihan s'inspire en partie de la structure du muscle humain. Dans les fibres musculaires, de petites forces entre les molécules d'actine et de myosine sont ajoutées le long de longs filaments pour produire une grande force totale. "D'une manière similaire, nos actionneurs ajoutent des forces de tension superficielle relativement faibles produites par de nombreuses gouttes électromouillantes le long d'une longue feuille de polyimide pour produire une force beaucoup plus grande, " expliqua Kedzierski. " Nous appelons les actionneurs microhydrauliques parce que, comme en hydraulique, la force est initialement produite dans le fluide, et est ensuite transféré à un composant solide qui peut fonctionner. »
Crédit :Jakub Kedzierski
L'actionneur microhydraulique se compose de trois composants principaux :le réseau d'électrodes, la couche fluidique de gouttelettes d'eau dans l'huile et le réseau de gouttelettes solides. Les gouttes sont attachées au réseau de gouttelettes à l'aide de régions hydrophiles gravées. Grâce au processus d'électromouillage, ces gouttes sont tirées par des électrodes dans le réseau d'électrodes.
Par conséquent, lorsque les électrodes sont cyclées en séquence, les gouttes et le réseau de gouttelettes se déplacent avec la forme d'onde de tension progressive. La petite force individuelle de chaque goutte est ainsi amplifiée, car les centaines de gouttes dans chaque réseau de gouttelettes contribuent à une force totale plus importante.
"Deux couches sont séparées par quelques microns de gouttes fluidiques. Ces gouttes sont attachées à une couche et peuvent être tirées électriquement par des électrodes sur l'autre couche, " expliqua Kedzierski. " Cela produit un mouvement entre les deux couches, et en bonus, assure une lubrification permanente entre eux. La petite force de tension superficielle de chaque goutte est amplifiée par le fait qu'un grand nombre de gouttes travaillent en tandem."
