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Se desarrollaron sensores de presión mecánica en el rango 0.1-3 Kgf/cm2, a partir de dispersiones de partículas conductoras de la electricidad (por ejemplo grafito) en una matriz polimérica elástica (polidimetilsiloxano, PDMS). La formación del composito involucra distintas etapas (mezclado, eliminación de aire, etc), incluyendo curado a 60 °C durante 24 hs en un molde expresamente diseñado y una etapa final de pulido que permitió obtener films de 1 cm de radio y 1 mm de espesor aproximadamente, variando el porcentaje de partícula conductora entre 10 y 70 % p/p. La caracterización elástica de los compositos se realizó empleando un dispositivo analizador de textura (Stable Microsystems TA-XT2i Texture Analizer), que comprime los films a velocidad constante (100 mm/s) y registra la fuerza necesaria para mantener dicha condición. De este modo se midieron los módulos de Young (E) de los diferentes films (~ 5 Kgf/cm2) y se efectuaron distintos ensayos de compresión-relajación y ciclos de histéresis elástica que permitieron una caracterización elástica quantitativa. La aparición de resistencia eléctrica inferior a 100 MW/cm a presión atmosférica (o sea, sin aplicar fuerza) se observó solamente para muestras con contenido de grafito superior a 30% p/p (concentración crítica). Para dichas muestras se determinó el rango de voltajes en donde se verifica comportamiento óhmico para cada uno de los films caracterizados elásticamente. En dicho rango se hicieron determinaciones de conductancia eléctrica (G) en función de la presión aplicada (P, paralela a la dirección del campo eléctrico sobre la muestra). Se observó un comportamiento de tipo sigmoidal, con crecimiento exponencial de G con P a las más bajas presiones seguido de cambio de inflexión y posterior saturación de la respuesta eléctrica. Las observaciones experimentales se ajustaron de acuerdo con un modelo desarrollado en el grupo de investigación (Negri et al, 2010), asumiendo que el incremento (dp) de la probabilidad de percolación entre partículas vecinas al aumentar la deformación relativa del material (de), es proporcional no sólo a de y a cuantas partículas ya hayan percolado (p) si no también a cuántas aún no percolaron (1-p), sujeto a las condiciones de contorno del sistema. El modelo, que utiliza los valores de módulo de Young E previamente determinados, permitió explicar todas las características experimentales de los sensores desarrollados. Referencia: A model for the dependence of the electrical conductance with the applied stress in insulating-conducting composites. R.M.Negri, S.D.Rodriguez, D.L.Bernik, A.Pilosof, O.Pérez. J.Applied Physics, 107 (2010) 113703-113714.

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