Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP
Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Sensoren und Aktoren

Sensoren und Aktoren

Sensoren und Aktoren

Sensoren und Aktoren

Sensoren und Aktoren

 

Dielektrische
Elastomere

Elastomerfolien, Sensoren und Aktoren

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Ferro- und relaxor-ferroelektrische
Polymere, Elektrete

Piezoelektrische Wandler, elektrokalorische Materialien und Ladungselektrete

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Dehnbare
Elektroden

Druck- und verstreckbare Elektroden und elektrische Kontakte

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Polymer- und Kolloidsynthese

Synthese maßgeschneiderter Polymere und Oberflächenmodifizierung mit Polymeren

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Polymer- und Oberflächencharakterisierung

Molmassencharakterisierung, Spektroskopie an Polymeren, Schichtdickenbestimmung

 

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Polymere für diffraktive Optiken

Strukturierung von Polymeren für optische Elemente

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Ihre Ansprechpartner

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Dielektrische Elastomere

 

Wir entwickeln angepasste, elektromechanische, dielektrische Elastomer-Aktoren und -Sensoren, den Aufbau von Mehrschicht-Laminaten sowie deren Integration entsprechend verschiedener Wandler-Konzepte.

Leistungen

 

  • Entwicklung dielektrischer Elastomer-Aktoren (DEA) und -Sensoren (DES)
  • Prozessierung dielektrischer Elastomere (DE) als dünne Schichten
  • Entwicklung und Prozessierung flexibler Elektroden
  • Entwicklung von Verkapselungen für Sensoren und Aktoren

Aktoren und Sensoren

 

  • DE-in-plane Aktoren
  • DE-out-of-plane Aktoren
  • Laminate und Stapelaktoren
  • Elastomer-Sensorfolien
  • kapazitive Sensoren
  • Integration von Aktoren mit optischen Elementen

Charakterisierung

 

  • Aktorkennlinien (Auslenkungen, Kräfte, Frequenzabhängigkeiten)
  • Durchbruchfeldstärken bei Spannungen bis 30 kV
  • dielektrische Resonanz-Spektroskopie auch unter Hochspannung
  • mechanische Eigenschaften (auch unter biaxialer Verstreckung)

Ferro- und relaxor-ferroelektrische Polymere, Elektrete

 

Wir prozessieren, funktionalisieren und charakterisieren angepasste polare bzw. ladungsspeichernde elektroaktive Polymere und finden Lösungen für deren Intergration in Bauelemente.

Entwicklung

 

  • piezoelektrische Polymere und Komposite sowie Sensoren und Aktoren
  • pyroelektrische Polymere und Sensoren
  • elektrokalorische Polymere und Komposite sowie Laminate
  • zelluläre piezoelektrische Polymere (Ferroelektrete)
  • Ladungselektrete basierend auf PP, PET, COP, PTFE und Kompositen

Prozessierung und Funktionalisierung

 

  • Prozessierung von z. B. PVDF, PVDF-Co- und -Terpolymeren mit angepassten Schichtdicken von 100 nm bis 300 µm
  • Techniken: Inkjet-Druck, electrospinning, melt-pressing, Siebdruck, Rakeln, spin-coating
  • Herstellung von Polymerfolien mit zellulären Strukturen mittels superkritischem CO2
  • elektrische Polarisierung und Aufladung

Charakterisierung

 

  • Strom- und strain-Spannungs-Kennlinien
  • piezoelektrische Eigenschaften (interferometrisch, akustisch, Impakt-Versuche, frequenzabhängige mechanische Anregungen)
  • dielektrische Resonanz-Spektroskopie auch unter Hochspannung
  • Oberflächenpotentiale

Dehnbare Elektroden

 

Wir entwickeln dehnbare Elektroden, zum Beispiel für den Aufbau von flexiblen Sensoren, Aktoren und Energiespeichern.

Entwicklung

 

  • dehnbare Elektroden
  • Drucktinten und Druckprozesse für flexible und dehnbare Elektroden
  • Kontaktierungskonzepte
  • Verkapselungen für dehnbare Elektroden

Materialien und Prozessierung

 

  • leitfähige Partikel in Elastomermatrizes
  • eingesetzte Partikel: Carbon Black, Carbon Nanotubes, Silber-Nanodrähte
  • halbleitende Polymere wie PEDOT:PSS
  • Applizieren von Elektroden mittels Inkjet-Druck und Dispensen

Charakterisierung

 

  • mechanische Eigenschaften (auch unter biaxialer Verstreckung)
  • elektrische Eigenschaften unter Verstreckung
  • Schichtdicke
  • Haftung

Polymer- und Kolloidsynthese

 

Wir bieten Ihnen vielfältige Synthesekompetenzen im Bereich wasserlöslicher und wasserdispergierbarer Polymere, Oberflächen und Grenzflächen.

 

Synthese

 

  • Synthese von Spezialmonomeren
  • Polymerisation in wässrigen Medien
  • Polymerisation in organischen Medien
  • Heterophasenpolymerisation
  • Suspensionspolymerisation
  • Emulsionspolymerisation
  • Polymerisation für stimulus-responsive (»smarte«) Materialien

Kontrollierte radikalische Polymerisation (CRP)

 

  • Zugang zu Polymeren mit engen Molmassenverteilungen
  • Blockcopolymere
  • Standards für die Gelpermeationschromatographie

Oberflächenmodifizierung

 

  • Graftpolymerisation von Oberflächen
  • Oberflächenmodifizierung mit Funktionspolymeren
  • chemische Modifizierung von Polymeren

Polymer- und Oberflächencharakterisierung

 

Wir untersuchen wasser- und organolösliche Polymere sowie Dispersionen und Oberflächen.

Gelpermeations-chromatographie

 

  • Gelpermeationschromatographie (GPC) in organischen Medien
  • GPC in wässrigen Medien (anionisch, kationisch und neutral)
  • Detektion mit statischer Lichtstreuung zur Verifizierung des Größenausschlussverfahrens
  • maßgeschneiderte Synthese von Kalibrierstandards mit CRP
  • »wahre« Molmassenwerte aus GPC
  • Molmassenbereich
    ca. 0,5 bis 200 kg·mol-1

Oberflächen- und Partikelanalytik

 

  • Partikelanalyse: Dynamische Lichtstreuung (DLS)
  • Oberflächenanalyse: Kontaktwinkelmessung
  • Filmdickenmessung: Ellipsometrie und Oberflächenprofilometer, Dickenbereiche nm bis µm
  • Dynamische Prozesse (Oberflächenplasmonenresonanz)
  • Spektroskopie, wie z. B.: IR und UV-vis

Polymere für diffraktive Optiken

 

Wir entwickeln neuartige holographische Polymere und Komposite zur Erzeugung diffraktiv-optischer Dünnschicht-Elemente durch holographische Mikro- bzw. Nanostrukturierung der Filmoberfläche oder der Filmvolumina.

Leistungen

 

  • Entwicklung von Materialien
  • Test kommerzieller Materialien
  • holographische Bestrahlung mit Laserwellenlängen: 355, 405, 488 und 532 nm
  • Herstellung und Charakterisierung von Prototypen optischer Elemente

Materialien und Prozessierung

 

  • azobenzenhaltige Materialien
  • photopolymerizierbare organische und organisch-anorganische Komposite
  • glasartige und elastische Polymere
  • photovernetzbare LC-Polymere
  • optimierte komplett optische Bestrahlungs- und Herstellungsverfahren

Holographische Elemente

 

  • permanente, elektrisch schaltbare, flexible, dehnbare, funktionale Schichten
  • Oberflächenreliefgitter
  • Volumengitter
  • Polarisationsgitter
  • Prototypen diffraktiv-optischer Elemente
  • Replikationsmethoden

Ansprechpartner

Michael Wegener

Contact Press / Media

Dr. Michael Wegener

Abteilungsleiter | Sensoren und Aktoren

Fraunhofer IAP
Geiselbergstraße 69
14476 Potsdam

Telefon +49 331 568-1209

Erik Wischerhoff

Contact Press / Media

Dr. Erik Wischerhoff

Ansprechpartner | Polymersynthese und Charakterisierung

Fraunhofer IAP
Geiselbergstraße 69
14476 Potsdam

Telefon +49 331 568-1508

Oksana Sakhno

Contact Press / Media

Dr. Oksana Sakhno

Ansprechpartnerin | Holographische Strukturierung

Fraunhofer IAP
Geiselbergstraße 69
14476 Potsdam

Telefon +49 331 568-1247

Daniel Pinkal

Contact Press / Media

Daniel Pinkal

Contact Person | Sensors and Actuators

Fraunhofer IAP
Geiselbergstraße 69
14476 Potsdam

Telefon +49 331 568-1916

Alexander Oehrl

Contact Press / Media

Dr. Alexander Oehrl

Contact Person | Polymer Synthesis and Characterisation

Fraunhofer IAP
Geiselbergstraße 69
14476 Potsdam

Telefon +49 331 568-1917