Elektromechanische Sensoren und Aktoren

Ferroelektrete

Ferroelektrete sind piezoelektrische Polymere, die bemerkenswerte piezoelektrische Koeffizienten aufweisen. Der Begriff Ferroelektret wird verwendet, da solche Folien bei Aufladung und Ladungsumkehr einen Hystereseeffekt zeigen. Ein häufig synonym verwendeter Begriff ist Piezoelektrete. Diese Materialien sind erst seit etwa 20 Jahren bekannt. Sie bestehen aus einem zelligen Polymer, oft Polypropylen (PP), das Gasporen von einigen μm Dicke und Durchmesser enthält. Solche Folien werden durch Koronaentladung oder durch Kontaktelektrisierung permanent aufgeladen, wodurch es in den Hohlräumen zu Barriereentladungen kommt. Nach der Aufladung weisen die Folien einen reversiblen piezoelektrischen Effekt auf.

Energy Harvesting und autarke Sensoren

Ferroelectret energy harvesting with 3D-printed air-spaced cantilever design developed by Omar Ben Dali exceeding an output power of 1mW (veröffentlicht in Nano select, Wiley)
Ferroelectret energy harvesting with 3D-printed air-spaced cantilever design developed by Omar Ben Dali exceeding an output power of 1mW (veröffentlicht in Nano select, Wiley)

Sensornetzwerke, die keine Batterien brauchen und ihre Daten durch drahtlose Technologien übertragen, werden immer häufiger zur Überwachung von weit verstreuten Produktions- und verfahrenstechnischen Anlagen gewünscht. In diesem Zusammenhang werden „Energy-Harvester“ als die treibende Kraft hinter die Industrie 4.0 gesehen. Diese sichern die Versorgung der Elektrogeräte mit der benötigten Energie, da wo die elektrische Energie nicht ohne Weiteres zur Verfügung gestellt werden kann.