Elektroaktiivinen

Elektroaktiivinen on adjektiivi, jolla kuvataan aineen tai järjestelmän kykyä reagoida sähköisellä ärsykkeellä tai tuottaa sähköistä vastetta. Elektroaktiiviset materiaalit voivat muuttaa ominaisuuksiaan kuten muotoa, tilaa, tilan lujuutta tai johtavuutta sähköenergian vaikutuksesta. Toisin sanoen ne voivat toimia sekä sähköisten että mekaanisten muutosprosessien välillä tapahtuvien muunnosten kantajina.

Tärkeimmät elektroaktiiviset materiaalit ja luokat jakautuvat useisiin ryhmiin. Elektroaktiiviset polymeerit (eli EAP, electroactive polymers) voivat muun muassa muuttua koossa tai joustavuudessa sähkösyötön avulla. Ionic polymer–metal composites (IPMC) ovat esimerkkejä rakenteista, jotka taipuvat pienillä jännitteillä. Toisia tärkeitä ryhmiä ovat johtavat polymeerit ja ferro- tai multiferroiset materiaalit, jotka reagoivat sähkökenttään tuottaen tai muuttaen sähköistä tasapainoa. Lisäksi kin lähellä ovat sähkökemialliset materiaalit, kuten elektroaktiiviset kerrokset, joissa elektrolyyttinen toiminta hallitsee muutosta.

Sovelluksissa elektroaktiivisia materiaaleja käytetään muun muassa aktuaattoreissa ja sensorisissa järjestelmissä. Esimerkiksi älykkäät keinotekoiset lihakset ja pehmeät robotit hyödyntävät EAP- tai IPMC-pohjaisia ratkaisuja pienillä jännitteillä tapahtuvaan liikkeeseen. Sähköinen ohjaus mahdollistaa myös muodonmuutosten ja toimintojen tehokkaan ohjauksen, mikä tekee elektroaktiivisista materiaaleista relevantteja sekä tutkimuksessa että kaupallisissa sovelluksissa. Tutkimus keskittyy sekä materiaalien ominaisuuksien parantamiseen että integrointiin käytännön laitteisiin.