Elektrofluide

Electrofluids 4

Elektronische Bauteile und bewegliche Bauteile in Robotern werden traditionell aus Metallen und Halbleitern gefertigt. Die Junior-Forschungsgruppe Elektrofluide erforscht eine neue flüssige Alternative: Elektrofluide sind Suspensionen, die Elektronen leiten, während sie als Flüssigkeiten fließen. In elastischem Material eingeschlossen, können sie starre Leitungen ersetzen und machen somit weiche Bauelemente möglich. Um eine ausreichende Leitfähigkeit herzustellen, müssen die leitfähigen Partikel in den Suspensionen hochkonzentriert vorliegen. Sie bilden durchlässige leitfähige Netzwerke bei kontrollierbarer Viskosität. Wir untersuchen Suspensionen gängiger leitfähiger Materialien wie Kohlenstoff, Silber, Gold und Kupfer und vermeiden spezielle niedrigschmelzende Legierungen von Gallium oder anderen teuren Elementen.

 

Die Gruppe untersucht das Zusammenspiel von Partikel-Partikel-Reibung, Kontaktwiderstand, Perkolation, Volumenwiderstand und Suspensionsviskosität. Wir verwenden sowohl speziell hergestellte als auch kommerzielle Partikel in einem Größenbereich von zehn Nanometern bis zu wenigen Mikrometern und mit unterschiedlichen Formen, modifizieren ihre Oberflächen mit konventionellen und p-konjugierten Tensiden und erstellen konzentrierte Suspensionen, die eine große Leitfähigkeit bei niedriger Viskosität aufweisen. Die Kombination verschiedener Partikelgrößen, Formen und Flüssigkeiten ermöglicht es, die Eigenschaften der Fluide auf bestimmte Anwendungsfälle abzustimmen, z. B. um hochflexible Leitungen für Logiksignale oder Hochleistungsverbindungen für den Anschluss von Aktoren zu schaffen.

Die spezifischen Ziele dieser Forschungsgruppe sind:

  • hochkonzentrierte Suspensionen zu entwerfen, die transiente perkolierende Netzwerke bilden,
  • dieses Wissen zu nutzen und Fluide mit abstimmbarer elektrischer Leitfähigkeit bei niedriger Viskosität zu synthetisieren,
  • zu zeigen, dass Elektrofluide für bestimmte Anwendungen maßgeschneidert werden können.

Electrofluids 3

 

Die Forschung an Elektrofluiden wird unterstützt vom European Research Council (ERC)