Search

Flexibele en rekbare sensoren worden bestudeerd voor potentiele toepassingen zoals draagbare elektronica. Een eenvoudige synthese van dit type sensoren met hoge gevoeligheid, zonder hysterese en lange tijdsstabiliteit die bovendien gemakkelijk schaalbaar is, is stil uitdagend. Dit doctoraatsonderzoek focust zich daarom op het ontwikkelen van een eenvoudige en effectieve methode om hoge-prestatie pi?zoresistieve reksensoren te vervaardigen met schaalbare en kost-effici?nte verwerkingstechnieken. Conventionele extrusie en laser direct writing technieken gecombineerd met transferprocessen werden in het onderzoek ingezet. Rekening houdend met verwerkingsmethodes en materialen werden verschillende hi?rarchische structuren voor het aanpassen van elektromechanische eigenschappen ontwikkeld; met name hoofdzakelijk gevoeligheid (gekwantificeerd door vervormingsfactor), werkingsgebied en dynamisch hysteresis gedrag. Het extruderen van een polymeerblend bestaande uit meerdere fasen (TPU/OCB) resulteerde in een unieke co-continue structuur met een selectieve distributie van CB. Een lagere concentratie CB was vereist voor percolatievorming en een verhoogde gevoeligheid werd aangetoond. Laser induced graphene (LIG) is een recent ontwikkelde methode om grafeen te vormen op een koolstofrijke precursor. In dit werk werd gebruik gemaakt van CO2 laser graveren om een 3D poreuze grafeenlaag op het oppervlak van een PI-film te vormen, dit onder omgevingscondities. De laserparameters werden aangepast om de kwaliteit van het grafeen te verbereren (oppervlaktestructuur en elektrische eigenschappen).

Flexible and stretchable sensors are widely investigated taking into account their potential for wearable electronics, such as electronic skin, healthcare monitoring, human-machine interfaces, and soft robotics. In this contribution, highly sensitive conductive polymer composites (CPCs) for piezoresistive sensing are summarized, considering a straightforward manufacturing process based on extrusion of thermoplastic polyurethane (TPU) and/or olefin block copolymer (OBC), carbon black (CB), and additionally polyethylene-octene elastomer (POE) grafted with maleic anhydride (POE-g-MA). The design of the formulation variables is successfully performed to enable both low and high strain sensing, as highlighted by both static and dynamic testing.