Piezoelektrische Polymere

Polyvinylidenfluorid ist ein Polymer, das häufig als Hochleistungsdielektrikum oder Schutzbeschichtung verwendet wird. Das Material hat auch piezoelektrische Eigenschaften, wenn es gestreckt und gepolt wird.


Seit einigen Jahren wird das Copolymer Polyvinylidenfluorid-Trifluorethylen als Piezopolymer untersucht. Dieses Polymer ist selbstorientiert, ein Verstreckungsschritt kann entfallen. Dadurch ist es möglich, das Polymer zu bedrucken, was den Materialverbrauch reduziert und eine bessere Gestaltungsfreiheit ermöglicht.  Die Sensoren sind sehr dünn und können im Druckverfahren hergestellt werden, jedoch nur auf kostengünstigen flexiblen Polymersubstraten. Bei Verwendung von transparenten Elektrodenmaterialien sind die Sensoren transparent. Zuverlässigkeitsexperimente zeigten ausgezeichnete Ergebnisse. Die Sensoren können auch direkt auf ausgewählte Stoffe gedruckt werden.

Das Material ist hochempfindlich, selbst kleinste Ereignisse können mit PVDF-TrFE-Sensoren und Sensorarrays überwacht werden. CeSMA hat verschiedene Formulierungen für unterschiedliche Drucktechniken entwickelt und gemeinsam mit Partnerorganisationen, wie z. B. Joanneum Research (Österreich), verschiedene Anwendungen entwickelt. Dies waren u.a. Mensch-Maschine-Schnittstellen, Touch-Screens für flexible Displays, Sensoren für technische Rollen.

Durch Zugabe von piezokeramischen Nanopartikeln und durch Anwendung bestimmter Polungstechniken kann der pyro- und piezoelektrische Effekt getrennt voneinander verstärkt oder unterdrückt werden.
 

Das Know-how der Formulierung von Piezopolymer-/Piezokeramik-Verbundwerkstoffen ist ein einzigartiges CeSMA-Know-how.