Flexible Druck- und Dehnungsmesssensorik mit Kohlenstoffnanomaterialien

Neuartige Sensoren für Dehnung und Druck werden vorgestellt, die bei hoher Empfindlichkeit und gleichzeitig großem Messbereich flexibel an die jeweilige Messaufgabe angepasst werden können.

Für die Herstellung der Sensorelemente werden die leitfähigen Kohlenstoffnanoröhren (CNT)s in eine nichtleitfähige Polymermatrix durch geeignete Verfahren integriert. Das Sensorprinzip beruht auf einem druck- bzw. kraftabhängigen Widerstandsverhalten des Komposits. 

Der Vorteil für die Verwendung von CNTs gegenüber sphärischen Füllpartikeln besteht darin, dass sich leitfähige Netzwerke bei deutlich niedrigeren Volumenfüllgraden erzielen lassen. Typischerweise sind dafür Volumenfüllgrade von 0.5 % und weniger notwendig.

Diese flexiblen Druck- und Dehnungssensoren lassen sich großflächig und ohne zusätzliche Verwendung von Kleber direkt auf dem Messobjekt mittels Standarddruckverfahren z. B. Inkjet-Druck applizieren.

Je nach Anwendung lassen sich Einzelsensoren als auch Multisensor-Anordnungen realisieren und auswerten. Außerdem besteht die Möglichkeit, durch gezielte Auswahl der Polymermatrix das Anwendungsspektrum zu variieren. Somit können Anwendungen an der Peripherie des Menschen bis hin zur Überwachung von technischen Prozessen erschlossen werden.

Abb. „Smart skin“ sensitiver und biokompatibler Polymerfilm

 

Kontakt

Technische Universität Chemnitz · Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Professur für Mess- und Sensortechnik · Prof. Dr.-Ing. Olfa Kanoun · 09107 Chemnitz
+49 (0) 371 53 13 69 31
olfa.kanoun@etit.tu-chemnitz.de
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Letzte Änderung: 16.04.2019 - Ansprechpartner: Webmaster