G. Monkman: Dielektrisches Verhalten von magnetischen Hybridmaterialien
Beschreibung
Die Entwicklung von Sensoren und Aktoren auf der Basis von magnetoaktiven Polymeren setzt die Bestimmung der elektrischen Eigenschaften der Polymere in Verbindung mit den verwendeten Partikeln voraus. Die Änderungen der dielektrischen Charakteristik des Materials ist hierbei ein wesentlicher Punkt zur Auswertung des Materialverhaltens unter der Einwirkung von äußeren magnetischen und elektrischen Feldern.
Grundsätzlich werden dadurch auch höhere Anforderungen an die verwendeten Proben gestellt, da ein einfaches Gussverfahren nicht mehr genügt. Im Rahmen des Projektes wurde daher ein geeignetes 3D-Druckverfahren entwickelt, welches eine komplexe Strukturierung und einen schichtweisen Aufbau von Proben erlaubt. Durch die Einbringung nicht-magnetischer, magnetischer und elektrisch leitfähiger Bereiche, lässt sich das Verhalten in äußeren Feldern sehr gut definieren. Die Erweiterung des Druckverfahren um dynamische und statische Felder erlaubt eine Verschiebung sowie ein Pinning der Partikel während der Vernetzungsphase und erweitert dieses Herstellungsverfahren um nochmals drei Freiheitsgrade, aus dem ein 6D-Druckverfahren resultiert.
Messungen an diesen Proben sind durch die hohe Anzahl der Materialparameter komplex und finden daher in verschiedenen messtechnischen Bereichen statt, um den Einfluss auf das Material zu untersuchen. Die mechanische Verformung und Last und Feldeinfluss, die spektrale Absorption und Transmission in elektromagnetischen Wellenbereichen und die Änderung der elektrischen Parameter werden bestimmt. Die Ergebnisse aus diesen Daten fließen in das zukünftige Probendesign und die Materialwahl ein, wodurch die Entwicklung von Sensoren und Aktoren vorangetrieben werden soll.
Magnetoactive electret demonstrating adhesion to ferromagnetic, diamagnetic, non-magnetic and electrically conducting and non-conducting materials
Projektleiter
Prof. Dr. Gareth Monkman, OTH Regensburg
Projektmitarbeiter
Dirk Sindersberger (Dipl.-Phys.), OTH Regensburg
Andreas Diermeier (M.Sc.), OTH Regensburg
Förderzeitraum
2013 -
Publikationen
[1] Zimmermann. K, V. Böhm, T. Kaufhold, J. Chavez Vega, T. Becker, S.
Odenbach, T. Gundermann, M. Schilling, M. Martens - Investigations and simulations on the mechanical behavior of magneto-sensitive elastomers in context with soft robotic gripper application. Problems in Mechanics - Scientific Journal of IFToMM, ISSN 1512-0740, 65, 4, pp. 13-26, 2016.
[2] Monkman, G.J., D. Sindersberger, A. Diermeier, & N. Prem - The Magnetoactive Electret - Smart Materials and Structures – IOP, accepted 11.05.2017.
[3] Diermeier. A, D. Sindersberger, G.J. Monkman - Magneto-active polymer actuator - Actuator'16, pp286-289, Bremen 2016.
[4] Prem. N & G.J. Monkman - Properties of Magnetoactive Polymers and Polydimethylsiloxane with Electroconductive Particles - ARC Conference 2017.
Kontakt
Prof. Dr. Gareth Monkman
Fakultät Elektro- und Informationstechnik
Mechatronic Research Unit
Seybothstraße 2
93053 Regensburg