Spotlights der Mikro- und Nanotechnologie

Hintergrund und Ziel:

Elektroaktive Polymere (EAP) sind für softrobotische Systeme relevant, da sie große Dehnungen bei geringer Masse und hoher mechanischer Nachgiebigkeit ermöglichen. Der Vortrag ordnet CNT-basierte EAP-Aktuatoren (CNT: Kohlenstoffnanoröhren) als materialgetriebene Aktuatorklasse ein und leitet daraus Anforderungen für die Softrobotik ab.
 

Inhalt: 

Zunächst wird die Entwicklung von CNT-Aktuatoren von frühen elektrochemischen Konzepten bis zu aktuellen Verbund- und Schichtarchitekturen mit verbesserter Leitfähigkeit und Prozessierbarkeit skizziert. Anschließend wird ihre funktionale Rolle im Systemkontext diskutiert (Integrationsdichte, Formfaktor, Kopplung von Materialverhalten und Systemdynamik).
 

Einordnung: 

Vorteile ergeben sich u. a. aus großer spezifischer Oberfläche, guter elektrischer Leitfähigkeit sowie prinzipieller Skalierbarkeit und Miniaturisierbarkeit. Limitierungen betreffen Hysterese und Drift, zeitabhängige Degradation, Streuungen durch Fertigungsprozesse sowie Anforderungen an Ansteuerung und Verkapselung.
 

Forschungsfragen: 

• Welche Kenngrößen und Testprotokolle erlauben eine belastbare Vergleichbarkeit? 
• Wie lassen sich Effizienz, Zyklusstabilität und Reproduzierbarkeit erhöhen? 
• Welche Designregeln unterstützen die robuste Systemintegration in anwendungsnahe Softrobotik?