Nanocomposites based on PVDF-HFP and piezoelectric nanoparticles fabricated by solvent-casting and electrospinning techniques for sensing applications


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''Keywords''

PVDF-HFP, Electrospinning, HMPA, Solvent casting, flexible sensors, piezoelectricity, ''d<sub>33</sub>.''
-->

''ABSTRACT''

This work deals with the development of flexible piezoelectric nanocomposites based on PVDF-HFP copolymer reinforced with ZnO nanoparticles (NPs) for biomedical sensing applications. Two fabrication techniques are analyzed: solvent casting and electrospinning. The films obtained by the solvent casting technique, characterized by FTIR-ATR and Atomic Force Microscopy (AFM) in PFM mode, show a significant increase of the piezoelectric coefficient (d₃₃) for ZnO NPs concentrations equal or higher than 12% by weight, with respect to the unreinforced polymeric matrix. FTIR analysis estimated an electroactive phase content close to 60% in the reinforced samples. On the other hand, the preliminary study of optimization of electrospinning parameters, evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM), demonstrates the feasibility of forming mats with high fiber content and homogeneous nanofiber diameters between 110-140 nm, whose morphology depends on parameters such as the speed of the collector. These preliminary results are promising for obtaining flexible piezoelectric fabrics by both fabrication routes.

''RESUMEN ''

Este trabajo aborda el desarrollo de nanocompuestos piezoeléctricos flexibles basados en el copolímero PVDF-HFP reforzado con nanopartículas (NPs) de ZnO, destinados a aplicaciones de sensorización biomédica. Se analizan dos técnicas de fabricación: colado en disolución (solvent casting) y electrohilado (electrospinning). Los films obtenidos por la técnica de solvent casting, caracterizados mediante FTIR-ATR y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) en modo PFM, muestran un incremento significativo del coeficiente piezoeléctrico (d₃₃) para concentraciones de ZnO NPs iguales o superiores al 12% en peso, respecto a la matriz polimérica sin refuerzo. El análisis FTIR estimó un contenido de fase electroactiva cercano al 60% en las muestras reforzadas. Por otro lado, el estudio preliminar de optimización de parámetros de electrohilado, evaluado por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), demuestra la viabilidad de formar mats con alto contenido en fibras y diámetros de nanofibra homogéneos entre 110-140 nm, cuya morfología depende de parámetros como la velocidad del colector. Estos resultados preliminares son prometedores para la obtención de tejidos piezoeléctricos flexibles mediante ambas rutas de fabricación.

===1. INTRODUCCIÓN===

En la actualidad, el uso de sensores flexibles en aplicaciones biomédicas ha adquirido una especial relevancia. En concreto, el empleo de sensores piezoeléctricos tiene un gran nicho de aplicación por su elevada sensibilidad y la capacidad que presentan de autoalimentación<sup>1–4</sup>.

Dentro de los materiales piezoeléctricos, el desarrollo de polímeros como el PVDF tiene un gran interés por su elevada flexibilidad y su alto coeficiente piezoeléctrico (''d<sub>33</sub>''), lo que lo convierte en una matriz idónea para el desarrollo de sensores flexibles. Este polímero es destacado además por presentar estructuras cristalinas particulares entre las cuales sólo dos de ellas son las ideales para este tipo de aplicaciones, fases β y γ. Es por ello por lo que la búsqueda de los mejores parámetros de fabricación, así como el uso de disolventes orgánicos para la mejora de estas conformaciones cristalinas es objeto de estudio actual. Por otro lado, la adición de nanopartículas con propiedades piezoeléctricas como el ZnO o el BaTiO3 puede mejorar las características de estos materiales<sup>5–8</sup>.

Por esos motivos, el presente artículo se centra en el desarrollo de sensores flexibles del copolímero PVDF-HFP reforzados con ZnO por diferentes técnicas de fabricación: por disolución y mediante electrohilado, técnica que ofrece la ventaja de una posible polarización ''in-situ'' durante la formación de las fibras debido al alto campo eléctrico aplicado<sup>9–12</sup>. Se ha realizado una caracterización estructural para determinar la influencia de los parámetros de procesado en las características morfológicas del material.

Finalmente, las propiedades piezoeléctricas de las muestras se evaluaron mediante Microscopía de Fuerza Piezoeléctrica (PFM), determinando el coeficiente piezoeléctrico ''d<sub>33</sub>''. Se observo un efecto positivo asociado a la incorporación de nanopartículas piezoeléctricas, lo cual podría viabilizar su implementación en aplicaciones de sonorización. Esta modificación se tradujo en un aumento de un orden de magnitud en el valor del coeficiente ''d<sub>33</sub>'' con respecto al PVDF sin modificar.

===2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ===

====2.1. Fabricación por solvent-casting de Films nanorreforzados con ZnO-NPs====

Brevemente, se preparó una disolución madre al 10 % en peso de PVDF-HFP adquirido por SigmaAldrich® disuelto en Hexametilfosforamida (HMPA) también de SigmaAldrich®. Las condiciones de disolución óptimas que facilitan el manejo de fabricación son: agitación magnética de la disolución a 550 rpm durante 4 h a una temperatura de 60 ºC. Para la incorporación de los nanorrefuerzos se utilizaron NPs de ZnO suministradas por SigmaAldrich® (< 100 nm de tamaño de partícula) a diferentes concentraciones de nanopartículas (20, 15, 12, 10, 6, 3, 1 %) que se incorporaron a la matriz polimérica mediante sonicación.

Para la obtención del nanocompuesto se depositan 1,5 mL de la solución sobre sustratos de vidrio de dimensiones [76 x 26 mm, ~ 1 mm de espesor] previamente limpiados en un baño de acetona bajo ultrasonidos durante 2 minutos. A continuación, se aplica un tratamiento térmico de 90 °C durante 4 h para realizar la evaporación completa del disolvente, dando lugar a la formación de un film delgado de nanocompuesto. Los nanocompuestos fabricados se resumen en la <span id='cite-_Ref195537557'></span>[[#_Ref195537557|Tabla 1]] con la nomenclatura correspondiente a cada uno de ellos.

{| style="width: 100%;border-collapse: collapse;" 
|-
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Ratio PVDF-HMPA solution</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">%NPs</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Nanocomposites name</span>
|-
|  rowspan='7' style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">1:10</span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">20</span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">P10Z20-1</span>
|-
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">15</span>
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">P10Z15-1</span>
|-
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">12</span>
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">P10Z12-1</span>
|-
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">10</span>
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">P10Z10-1</span>
|-
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">6</span>
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">P10Z6-1</span>
|-
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">3</span>
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">P10Z3-1</span>
|-
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">1</span>
|  style="border: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">P10Z1-1</span>
|}


<div id="_Ref195537557" class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
<span style="text-align: center; font-size: 75%;">''Tabla 1: Nomenclatura de cada uno de los films delgados en función del % de nanorrefuerzo incorporado.''</span></div>

Para cada una de las muestras se fabricaron dos films delgados con el fin de observar la reproducibilidad del proceso.

====2.2. Caracterización de films delgados nanorreforzados====

''2.2.1. Caracterización estructural''

Todas las muestras fueron evaluadas estructuralmente mediante la técnica de caracterización de Espectroscopía Infrarroja acoplada a reflectancia total atenuada (FTIR-ATR) haciendo uso del dispositivo FTIR Nicolet iS50 ATR de ThermoFisher Scientific® de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC). El cálculo del porcentaje de fase electroactiva, calculo crucial para la determinación de la cantidad de fase electroactiva de los films, se realizó haciendo uso de la fórmula de la ley de Lambert-Beer descrita por Gregorio et. al.<sup>13</sup> <span id='cite-_Ref195456294'></span>[[#_Ref195456294|( 1)]]

{| class="formulaSCP" style="width: 100%;border-collapse: collapse;width: 100%;text-align: center;" 
|-
| 
{| style="text-align: center;margin:auto;width: 100%;"
|-
| <math>F\left( \beta \right) =\frac{{X}_{\beta }}{{X}_{\alpha }+{X}_{\beta }}=\frac{{A}_{\beta }}{\left( \frac{{K}_{\beta }}{{K}_{\alpha }}\right) {A}_{\alpha }+{A}_{\beta }}</math>
|}
|  style="text-align: center;width: 5px;text-align: right;white-space: nowrap;"|<span id='_Ref195456289'></span><span id='_Ref195456294'></span><span style="text-align: center; font-size: 75%;">''( 1)''</span>


|}


Aα y Aβ representan las intensidades de absorción a 763 cm<sup>-1 </sup>y 840 cm<sup>-1</sup>, respectivamente. Mientras que los coeficientes de absorción en un número de onda específico, Kβ y Kα, son 7,7x10<sup>4</sup> cm<sup>2</sup>/mol y 6,1x10<sup>4</sup> cm<sup>2</sup>/mol, respectivamente.

''2.2.2. Caracterización por Microscopía de Fuerza Atómica (AFM)''

Se empleó un microscopio de fuerza atómica (AFM) Bruker Dimension Icon, equipado con puntas de silicio dopado tipo n recubiertas con Pt-Ir (SCM-PIT-V2, Bruker). A la punta se aplicó una tensión alterna (Vac) de frecuencia fija (273 kHz) y amplitud creciente (2, 4, 6, 8 y 10 V). La superficie superior de las muestras se conectó a tierra mediante plata.

El procedimiento utilizado para medir la respuesta piezoeléctrica de las muestras mediante PFM incluyó los siguientes pasos. En primer lugar, se analizó una muestra de calibración compuesta por niobato de litio polarizado periódicamente (PPLN), con un coeficiente piezoeléctrico nominal de'' d<sub>33</sub>'',PPLN = 7,5 pm/V. En este caso, el área de escaneo fue de 20 × 20 μm<sup>2</sup>, con una resolución de 256 × 256 puntos. La velocidad de escaneo fue de 0,5 Hz, y se aplicó una tensión alterna de 273 kHz con amplitud creciente de 2, 4, 6, 8 y 10 V.

La amplitud de la señal PFM (Vpiezo) obtenida sobre el área de escaneo se determinó mediante la siguiente expresión:

{| class="formulaSCP" style="width: 100%;border-collapse: collapse;width: 100%;text-align: center;" 
|-
| 
{| style="text-align: center;margin:auto;width: 100%;"
|-
| <math>Vpiezo\, =\, \xi \, \cdot \, d33,PPLN\, \cdot \, Vac</math>
|}
|  style="width: 5px;text-align: right;white-space: nowrap;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">''( 2)''</span>
|}


donde ξ es el parámetro de calibración que permite convertir Vpiezo (expresado en mV) en desplazamiento vertical (Apiezo, expresado en pm). Este factor de calibración se calcula como el cociente entre la pendiente (mPPLN) del ajuste lineal de Vpiezo en función de Vac, y el coeficiente piezoeléctrico nominal de la muestra de referencia:

{| style="width: 100%;border-collapse: collapse;" 
|-
|  style="text-align: center;"|<math display="inline">\xi \, =\frac{mPPLN}{d33,PPLN}\,</math>             
| <span id='_Ref195561042'></span><span style="text-align: center; font-size: 75%;">''( 3)''</span>
|}


Una vez obtenido el valor de ξ mediante la Ecuación <span id='cite-_Ref195561042'></span>[[#_Ref195561042|( 3)]] , se escanearon dos áreas distintas de 10 × 10 μm<sup>2</sup>, con una resolución de 256 × 256 puntos por área y una velocidad de escaneo de 0,5 Hz. Se aplicó una tensión alterna de 273 kHz con amplitud creciente de 2, 4, 6, 8 y 10 V. Finalmente, se representó el desplazamiento vertical (sin calibrar) en función de Vac, y el valor de ''d<sub>33</sub>'' de la muestra se obtuvo dividiendo la pendiente de dicha curva por el parámetro de calibración ξ.

====2.3. Fabricación de mats delgados de PVDF-HFP por la técnica de electrospinning. ====

Brevemente, se hizo un estudio preliminar de parámetros de electrohilado entre los que se variaron condiciones de fabricación tipo: concentración del polímero en disolución, velocidad del tambor colector y relación de disolventes entre otros.

Se preparó una disolución madre de PVDF-HFP de nuevo adquirido por SigmaAldrich® disuelto en Hexametilfosforamida (HMPA) también de SigmaAldrich® con una concentración de 15 % en peso. Se utilizó una relación de disolventes 6:4 de HMPA y Acetona 99,6 % adquirida por Labbox® para optimizar la evaporación del disolvente y la formación de fibras. La preparación de la solución consiste en la disolución de PVDF-HFP en HMPA durante 4 h a 60 ° C bajo agitación magnética (550 rpm). Una vez disuelta, se atempera y se adiciona lentamente la cantidad correspondiente de acetona y se deja bajo agitación magnética sin temperatura durante 1 h hasta obtener una mezcla homogénea.

Para el electrohilado, se toman 4 mL de la disolución que se introducen en una jeringa de 5 mL con un diámetro de 12,45 mm y se programan las condiciones como las que aparecen en <span id='cite-_Ref195454577'></span>[[#_Ref195454577|Tabla 2]].

{| style="width: 100%;border-collapse: collapse;" 
|-
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">DHU</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">VOLTAGE (kV)</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">RATE (mL/h)</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">DIÁMETRO AGUJA  (mm)</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">COLLECTOR SPEED (rpm)</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">SCANNING</span>
|  style="border-top: 1pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 2pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">TIME (h)</span>
|-
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">TEMP 40 °C</span>

<span style="text-align: center; font-size: 75%;">RH 10</span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">HV+ (11,5)</span>

<span style="text-align: center; font-size: 75%;">HV- (-5)</span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">0,5</span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">0,91</span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">1000</span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Zone 80-100 mm speed 25 </span>
|  style="border-top: 2pt solid black;border-left: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">2</span>
|}


<div id="_Ref195454577" class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
<span style="text-align: center; font-size: 75%;">''Tabla 2: Ejemplo resumen de parámetros de fabricación de electrospinning para mats delgados.''</span></div>

====2.4. Caracterización de mats delgados ====

''2.4.1. Caracterización morfológica por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). ''

Para cada una de las muestras se realizaron imágenes a diferentes aumentos (20.000x - 9.000x - 5.000x) de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) haciendo uso de un equipo Hitachi S-3400 N con un filamento de W, polarización de 15 kV y una corriente de filamento de 60 µA. Las medidas del grosor de los nanohilos realizaron haciendo uso del Software Image J® mediante un conteo del diámetro de 18 hilos por imagen.

===1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ===

En esta sección, en primer lugar, se hace un análisis del efecto de la incorporación de las ZnO-NPs en las matrices poliméricas de PVDF-HFP a raíz de los resultados obtenidos tanto por FTIR-ATR como por AFM para la cuantificación del parámetro ''d<sub>33 </sub>'' correspondiente a las propiedades piezoeléctricas del material. Finalmente, se hace una evaluación de los parámetros de fabricación para la obtención de un gran número de filamentos en los mats delgados fabricados por electrospinning.

====3.1. Análisis de la incorporación de nanorrefuerzos en films delgados ====

La <span id='cite-_Ref195562898'></span>[[#_Ref195562898|Figura 1]] resume el trabajo de caracterización de la evaluación del contenido de ZnO-NPs a la matriz polimérica de PVDF-HFP mediante AFM para relacionar el % de nanorrefuerzos y su efecto en el parámetro ''d<sub>33</sub>''.

Las imágenes de AFM mostradas pertenecen a uno de los films delgados fabricados en este estudio con un % de nanorrefuerzos del 6%. Se analizó la respuesta piezoeléctrica de películas de PVDF modificadas con nanopartículas de ZnO mediante PFM, enfocándose en la señal vertical (fuera del plano). El análisis de la amplitud de las señales PFM obtenidas a distintas amplitudes ''Vac'', desde 2 hasta 10 V, muestra un contraste creciente, atribuible a la presencia de una fase piezoeléctrica activa (fase β del PVDF), cuya formación ha sido promovida por la incorporación de las nanopartículas de ZnO

Por FTIR-ATR se determinó que la cantidad de fase electroactiva (β) de esta muestra era aproximadamente del 60 %. Para comprobar que esta fase corresponde a esta fase cristalina estos mismos films delgados deberán ser caracterizados por calorimetría diferencial de barrido (DSC) que permite realizar el cálculo completo de fase cristalina y determinar el porcentaje real de fase electroactiva (FEA). Gracias a estudios anteriores se conoce que estas muestras contienen aproximadamente un 20 % de cristalinidad mediante esta técnica por lo que los valores de FEA concuerdan con lo obtenido. El grafico (i) muestra la curva de calibrado con NbLi previamente realizada para la cuantificación del ''d<sub>33</sub>'' de las muestras.

Finalmente, (ii) es el gráfico correspondiente a las curvas de ''d<sub>33</sub>'' obtenidas para los diferentes films con distintas concentraciones de nanopartículas de ZnO. En dicho gráfico, se observa que a partir de una concentración superior al 12 % en peso, la incorporación de los nanorrefuerzos comienza a generar un aumento significativo en la respuesta piezoeléctrica del material.

Esta tendencia concuerda con las imágenes de amplitud obtenidas mediante PFM, donde se aprecia un incremento progresivo en el desplazamiento vertical en función del voltaje aplicado, indicando una mayor actividad piezoeléctrica. Más allá del aumento en el valor del coeficiente ''d<sub>33</sub>'' , la presencia de ZnO también contribuye a mejorar propiedades multifuncionales del material, así como a un incremento en la cristalinidad de la matriz polimérica.

<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 [[Image:Draft_Arribas Yuste_290017702-image1.png|600px]] </div>

<div id="_Ref195562898" class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
<span style="text-align: center; font-size: 75%;">''Figura 1: Efecto de la incorporación de nanorrefuerzos en la matriz polimérica en función de su d<sub>33</sub>. (i) Curva del calibrado con NbLi y (ii) Curvas d<sub>33</sub>.''</span></div>

====3.2. Evaluación de parámetros de fabricación para la obtención de mats delgados====

La <span id='cite-_Ref195539722'></span>[[#_Ref195539722|Figura 2]] son imágenes realizadas por SEM de dos muestras fabricadas con un 15 wt% de PVDF-HFP para el estudio de parámetros mediante la técnica de electrospinning.

Esta técnica consta de múltiples parámetros de estudio. En concreto, en las imágenes de SEM se puede evaluar el efecto de un aumento en las rpm del colector. Un aumento en la concentración del polímero en la solución da lugar a una mayor viscosidad en la muestra permitiendo una mejor formación de las fibras. Un incremento en la velocidad del tambor parece inducir una mayor deposición de fibras y podría favorecer, debido al estiramiento mecánico, la orientación molecular y la formación de la fase β, aunque se requiere caracterización adicional (FTIR o XRD) para confirmarlo.

Además, de un aumento en la formación de fibras también se obtienen hilos mucho más homogéneos, con un diámetro mayor. Las fabricadas a 250 rpm presentan diámetros de 110 nm mientras que las fabricadas a 500 rpm, 140 nm. Esto es algo que aparentemente podría ser contraintuitivo ya que a mayor velocidad se deberían de obtener fibras más delgadas, pero cabe la posibilidad que a menor velocidad la estabilidad del flujo al llegar al colector no sea del todo estable y las fibras que aparezcan como restos de posibles fibras que no se hayan formado correctamente, por eso también aparece un menor volumen aparente de contenido de fibras en las muestras.

Cabe destacar que las muestras fabricadas a mayores revoluciones presentan porosidad en el tejido, debido a que necesiten un mayor tiempo de fabricación para cubrir por completo las zonas en las que estos se encuentran, proporcionando más homogeneidad al tejido, así como posibles mejoras en cuanto a propiedades tanto estructurales, piezoeléctricas y mecánicas.

<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 [[Image:Draft_Arribas Yuste_290017702-image2.png|600px]] </div>

<div id="_Ref195539722" class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
<span style="text-align: center; font-size: 75%;">''Figura 2: imágenes SEM de muestras fabricadas con un 15 wt% de PVDF-HFP a diferentes velocidades del tambor. (i), (ii) y (iii) 250 rpm ; (iv), (v) y (vi) 500 rpm.''</span></div>

Otros parámetros de estudio además de la concentración del polímero, la velocidad de giro, también se evalúa la distancia al tambor, el voltaje, el flujo y la incorporación de nanorrefuerzos para conseguir tejidos con altas propiedades piezoeléctricas.

===2. Conclusiones ===

En este estudio de diferentes técnicas de fabricación para la obtención de tejidos flexibles con altas propiedades piezoeléctricas se evaluó la incorporación de nanorrefuerzos en la técnica de solvent-casting para la obtención de films flexibles, observando que la incorporación de ZnO-NPs en concentraciones iguales o superiores al 12% en peso resulta en una respuesta piezoeléctrica (d₃₃) significativamente mayor que la del polímero PVDF-HFP sin refuerzo.

Por otro lado, la evaluación de la técnica de electrospinning, continúa siendo estudiada. Los primeros ensayos de parámetros ofrecen resultados prometedores como la formación de mats con alto contenido en fibras aun a bajas concentraciones de polímero, con unos diámetros de fibras entre los 110 y los 140 nm en función del parámetro de velocidad de giro del colector, así como variaciones en la densidad del mat.

Estos resultados preliminares motivan la continuación del estudio de una gran variedad de parámetros a observar y analizar para la obtención de tejidos flexibles piezoeléctricos que destaquen en el sector de los sensores flexibles para aplicaciones en biomedicina.

===5. Bibliografía===

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