@phdthesis{Kussmaul2013,
  author    = {Kussmaul, Bj{\"o}rn},
  title     = {Modifizierung von Silikonelastomeren mit organischen Dipolen f{\"u}r Dielektrische Elastomer Aktuatoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-65121},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2013},
  abstract  = {Ein Dielektrischer Elastomer Aktuator (DEA) ist ein dehnbarer Kondensator, der aus einem Elastomerfilm besteht, der sich zwischen zwei flexiblen Elektroden befindet. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung, ziehen sich die Elektroden aufgrund elektrostatischer Wechselwirkungen an, wodurch das Elastomer in z-Richtung zusammengepresst wird und sich dementsprechend in der x-,y-Ebene ausdehnt. Hierdurch werden Aktuationsbewegungen erreicht, welche sehr pr{\"a}zise {\"u}ber die Spannung gesteuert werden k{\"o}nnen. Zus{\"a}tzlich sind DEAs kosteng{\"u}nstig, leicht und aktuieren ger{\"a}uschlos. DEAs k{\"o}nnen beispielsweise f{\"u}r Produkte im medizinischen Bereich oder f{\"u}r optischer Komponenten genutzt werden. Ebenso kann aus diesen Bauteilen Strom erzeugt werden. Das gr{\"o}ßte Hindernis f{\"u}r eine weite Implementierung dieser Materialien liegt in den erforderlichen hohen Spannungen zum Erzeugen der Aktuationsbewegung, welche sich tendenziell im Kilovolt-Bereich befinden. Dies macht die Elektronik teuer und die Bauteile unsicher f{\"u}r Anwender. Um geringere Betriebsspannungen f{\"u}r die DEAs zu erreichen, sind signifikante Materialverbesserungen - insbesondere des verwendeten Elastomers - erforderlich. Um dies zu erreichen, k{\"o}nnen die dielektrischen Eigenschaften (Permittivit{\"a}t) der Elastomere gesteigert und/oder deren Steifigkeit (Young-Modul) gesenkt werden. In der vorliegenden Arbeit konnte die Aktuationsleistung von Silikonfilmen durch die Addition organischer Dipole erheblich verbessert werden. Hierf{\"u}r wurde ein Verfahren etabliert, um funktionalisierte Dipole kovalent an das Polymernetzwerk zu binden. Dieser als "One-Step-Verfahren" bezeichnete Ansatz ist einfach durchzuf{\"u}hren und es werden homogene Filme erhalten. Die Dipoladdition wurde anhand verschiedener Silikone erprobt, die sich hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften unterschieden. Bei maximalem Dipolgehalt verdoppelte sich die Permittivit{\"a}t aller untersuchten Silikone und die Filme wurden deutlich weicher. Hierbei war festzustellen, dass die Netzwerkstruktur der verwendeten Silikone einen erheblichen Einfluss auf die erreichte Aktuationsdehnung hat. Abh{\"a}ngig vom Netzwerk erfolgte eine enorme Steigerung der Aktuationsleistung im Bereich von 100 \% bis zu 4000 \%. Dadurch k{\"o}nnen die Betriebsspannungen in DEAs deutlich abgesenkt werden, so dass sie tendenziell bei Spannungen unterhalb von einem Kilovolt betrieben werden k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}