Triblock copolymer organogels as high-performance dielectric elastomers

Macromolecules

Volumn 41, Issue 16, 2008, Pages 6100-6109

  Shankar, Ravi ^a,c   Krishnan, Arjun K ^b   Ghosh, Tushar K ^a   Spontak, Richard J ^a,b  

^a NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b North Carolina State University   (United States)

^c INTEL CORPORATION   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ORGANOGELS; TRI-BLOCK COPOLYMERS;

ABS RESINS; BIOMIMETIC MATERIALS; BIOMIMETICS; BLOCK COPOLYMERS; BUTENES; COMPUTER NETWORKS; CONDUCTING POLYMERS; COPOLYMERIZATION; COPOLYMERS; DIELECTRIC MATERIALS; ELASTOMERS; ELECTRIC FIELDS; ELECTROMECHANICAL DEVICES; ELECTRON BEAM LITHOGRAPHY; ETHYLENE; MATERIALS PROPERTIES; OLIGOMERS; PLASTIC PRODUCTS; RUBBER; STYRENE;

POLYMERS;

EID: 51549084418     PISSN: 00249297     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ma071903g     Document Type: Article

References (96)

1. Hamley, I. W. The Physics of Block Copolymers; Oxford University Press: New York, 1998.
2. Bates, F. S.; Fredrickson, G. H. Phys. Today 1999, 52, 32.
3. Abetz, V. In Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3rd ed.; Kroschwitz, J. I., Ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2003; Vol. 7, pp 482-523.
4. Holden, G., Kricheldorf, H. R., Quirk, R. P., Eds.; Thermoplastic Elastomers, 3rd ed.; Hanser: Munich, 2004.
5. Mayes, A. M.; Olvera de la Cruz, M. J. Chem. Phys. 1989, 91, 7228.
6. Dobrynin, A. V.; Erukhimovich, I. Ya. Macromolecules 1993, 26, 276.
7. Matsen, M. W.; Thompson, R. B. J. Chem. Phys. 1999, 111, 7139.
8. Laurer, J. H.; Hajduk, D. A.; Fung, J. C.; Sedat, J. W.; Smith, S. D.; Gruner, S. M.; Agard, D. A.; Spontak, R. J. Macromolecules 1997, 30, 3938.
9. Falus, P.; Xiang, H.; Borthwick, M. A.; Russell, T. P.; Mochrie, S. G. J. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 145701.
10. Park, C.; Yoon, J.; Thomas, E. L. Polymer 2003, 44, 6725.
11. Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692.
12. Lazzari, M., Liu, G., Lecommandoux, S., Eds.; Block Copolymers in Nanoscience; Wiley-VCH: Weinheim, 2006.
13. Templin, M.; Franck, A.; DuChesne, A.; Leist, H.; Zhang, Y. M.; Ulrich, R.; Schadler, V.; Wiesner, U. Science 1997, 278, 1795.
14. Zhao, D. Y.; Feng, J. L.; Huo, Q. S.; Melosh, N.; Fredrickson, G. H.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Science 1998, 279, 548.
15. Hedrick, J. L.; Miller, R. D.; Hawker, C. J.; Carter, K. R.; Volksen, W.; Yoon, D. Y.; Trollsås, M. Adv. Mater. 1998, 10, 1049.
16. Arnold, M. E.; Nagai, K.; Spontak, R. J.; Freeman, B. D.; Leroux, D.; Betts, D. E.; DeSimone, J. M.; DiGiano, F. A.; Stebbins, C. K.; Linton, R. W. Macromolecules 2002, 35, 3697.
17. Patel, N. P.; Spontak, R. J. Macromolecules 2004, 37, 2829.
18. Spontak, R. J.; Shankar, R.; Bowman, M. K.; Krishnan, A. S.; Hamersky, M. W.; Samseth, J.; Bockstaller, M. R.; Rasmussen, K. O. Nano Lett. 2006, 6, 2115.
19. Pai, R. A.; Raashina, H.; Schulberg, M. T.; Sengupta, A.; Sun, J.-N.; Watkins, J. J. Science 2004, 303, 5.
20. Yokoyama, H.; Li, L.; Nemoto, T.; Sugiyama, K. Adv. Mater. 2004, 16, 1542.
21. Hillmyer, M. A. Adv. Polym. Sci. 2005, 190, 137.
22. Tsuruta, T. Adv. Polym. Sci. 1996, 126, 1.
23. Duncan, R. Nat. Rev. Drug Discovery 2003, 2, 347.
24. Alarcon, C. D. H.; Pennadam, S.; Alexander, C. Chem. Soc. Rev. 2005, 34, 276.
25. Spontak, R. J.; Patel, N. P. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2000, 5, 334.
26. Holden, G. Understanding Thermoplastic Elastomers; Hanser: Munich, 2000.
27. Lodge, T. P.; Hamersky, M. W.; Hanley, K. J.; Huang, C.-I. Macromolecules 1997, 30, 6139.
28. Hanley, K. J.; Lodge, T. P.; Huang, C.-I. Macromolecules 2000, 33, 5918.
29. Lodge, T. P.; Pudil, B.; Hanley, K. J. Macromolecules 2002, 35, 4707.
30. Lodge, T. P.; Hanley, K. J.; Pudil, B.; Alahapperuma, V. Macromolecules 2003, 36, 816.
31. Laurer, J. H.; Khan, S. A.; Spontak, R. J.; Satkowski, M. M.; Grothaus, J. T.; Smith, S. D.; Lin, J. S. Langmuir 1999, 15, 7947.
32. Laurer, J. H.; Bukovnik, R.; Spontak, R. J. Macromolecules 1996, 29, 5760.
33. Laurer, J. H.; Mulling, J. F.; Khan, S. A.; Spontak, R. J.; Lin, J. S.; Bukovnik, R. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1998, 36, 2513.
34. Laurer, J. H.; Mulling, J. F.; Khan, S. A.; Spontak, R. J.; Bukovnik, R. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1998, 36, 2379.
35. Jackson, N. R.; Wilder, E. A.; White, S. A.; Bukovnik, R.; Spontak, R. J. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1999, 37, 1863.
36. Spontak, R. J.; Wilder, E. A.; Smith, S. D. Langmuir 2001, 17, 2294.
37. Wilder, E. A.; White, S. A.; Smith, S.D.; Spontak, R. J. ACS Symp. Ser. 2002, 833, 248.
38. van Maanen, G. J.; Seeley, S. L.; Capracotta, M. D.; White, S. A.; Bukovnik, R. R.; Hartmann, J.; Martin, J. D.; Spontak, R. J. Langmuir 2005, 21, 3106.
39. Soenen, H.; Berghmans, H.; Winter, H. H.; Overbergh, N. Polymer 1997, 38, 5653.
40. Soenen, H.; Liskova, A.; Reynders, K.; Berghmans, H.; Winter, H. H.; Overbergh, N. Polymer 1997, 38, 5661.
41. Mischenko, N.; Reynders, K.; Mortensen, K.; Scherrenberg, R.; Fontaine, F.; Graulus, R.; Reynaers, H. Macromolecules 1994, 27, 2345.
42. Reynders, K.; Mischenko, N.; Mortensen, K.; Overbergh, N.; Reynaers, H. Macromolecules 1995, 28, 8699.
43. Mischenko, N.; Reynders, K.; Koch, M. H. J.; Mortensen, K.; Pedersen, J. S.; Fontaine, F.; Graulus, R.; Reynaers, H. Macromolecules 1995, 28, 2054.
44. Mortensen, K.; Theunissen, E.; Kleppinger, R.; Almdal, K.; Reynaers, H. Macromolecules 2002, 35, 7773.
45. Mortensen, K. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2004, 42, 3095.
46. Quintana, J. R.; Diaz, E.; Katime, I. Macromolecules 1997, 30, 3507;
47. Polymer 1998, 39, 3029.
48. Quintana, J. R.; Janez, M. D.; Hernaez, E.; Garcia, A.; Katime, I. Macromolecules 1998, 31, 6865.
49. Quintana, J. R.; Hernaez, E.; Katime, I. Polymer 2002, 43, 3217.
50. Vega, D. A.; Sebastian, J. M.; Loo, Y. L.; Register, R. A. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2001, 39, 2183.
51. Watanabe, H. Macromolecules 1995, 28, 5006.
52. Karatasos, K.; Anastasiadis, S. H.; Pakula, T.; Watanabe, H. Macromolecules 2000, 33, 523.
53. Watanabe, H.; Tan, H. Macromolecules 2004, 37, 5118.
54. Roos, A.; Creton, C. Macromolecules 2005, 38, 7807.
55. Shankar, R.; Ghosh, T. K.; Spontak, R. J. Adv. Mater. 2007, 19, 2218.
56. Shankar, R.; Ghosh, T. K.; Spontak, R. J. Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1142.
57. Shankar, R.; Ghosh, T. K.; Spontak, R. J. Soft Matter 2007, 3, 1116.
58. Pelrine, R.; Kornbluh, R.; Pei, Q.; Joseph, J. Science 2000, 287, 836.
59. Bar-Cohen, Y., Ed. Electroactive Polymer (EAP) Actuators as Artificial Muscles: Reality, Potential, and Challenges; SPIE Press: Bellingham, WA, 2004.
60. Bar-Cohen, Y. In Biomimetics: Biologically Inspired Technologies; Bar-Cohen, Y., Ed.; CRC Press/Taylor & Francis: Boca Raton, FL, 2005.
61. Mirfakhrai, T.; Madden, J. D. W.; Baughman, R. H. Mater. Today 2007, 10, 30.
62. Pons, J. L. Emerging Actuator Technologies: A Micromechatronic Approach; Wiley: Hoboken, NJ, 2005.
63. Zhang, Q. M.; Bharti, V.; Zhao, X. Science 1998, 280, 2101.
64. Zhang, Q. M.; Li, H.; Poh, M.; Xia, F.; Cheng, Z.-Y.; Xu, H.; Huang, C. Nature (London) 2002, 479, 284.
65. Xia, F.; Cheng. Z. Y.; Xu, H. S.; Li, H. F.; Zhang, Q. M.; Kavarnos, G. J.; Ting, R. Y.; Abdul-Sedat, G.; Belfield, K. D. Adv. Mater. 2002, 14, 1574.
66. Lehmann, W.; Skupin, H.; Tolksdorf, C.; Gebhard, E.; Zentel, R.; Kruger, P.; Losche, M.; Kremer, F. Nature (London) 2001, 410, 447.
67. Casalini, R.; Roland, C. M. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 2627.
68. Roland, C. M.; Garrett, J. T.; Casalini, R.; Roland, D. F.; Santangelo, P. G.; Qadri, S. B. Chem. Mater. 2004, 16, 857.
69. Berdichevsky, Y.; Lo, Y. H. Adv. Mater. 2006, 18, 122.
70. Baughman, R. H.; Cui, C.; Zakhidov, A. A.; Iqbal, Z.; Barisci, J. N.; Spinks, G. M.; Wallace, G. G.; Mazzoldi, A.; De Rossi, D.; Rinzler, A. G.; Jaschinski, O.; Roth, S.; Kertesz, M. Science 1999, 284, 1340.
71. Madden, J. D. W.; Barisci, J. N.; Anquetil, P. A.; Spinks, G. M.; Wallace, G. G.; Baughman, R. H.; Hunter, I. W. Adv. Mater. 2006, 18, 870.
72. Because of the circular geometry routinely employed in the actuation characterization of dielectric elastomers, displacements are normally reported on an area basis. For brevity, this basis will be expressed as area % in the present work.
73. Pelrine, R.; Kornbluh, R.; Kofod, G. Adv. Mater. 2000, 12, 1223.
74. Morkved, T. L.; Lu, M.; Urbas, A. M.; Ehrichs, E. E.; Jaeger, H. M.; Mansky, P.; Russell, T. P. Science 1996, 273, 931.
75. Xu, T.; Zvelindovsky, A. V.; Sevink, G. J. A.; Lyakhova, K. S.; Jinnai, H.; Russell, T. P. Macromolecules 2005, 38, 10788.
76. Böker, A.; Elbs, H.; Hänsel, H.; Knoll, A.; Ludwigs, S.; Zettl, H.; Urban, V.; Abetz, V.; Müller, A. H.; Krausch, G. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 135502.
77. Böker, A.; Elbs, H.; Hansel, H.; Knoll, A.; Ludwigs, S.; Zettl, H.; Zvelindovsky, A. V.; Sevink, G. J. A.; Urban, V.; Abetz, V.; Muller, A. H. E.; Krausch, G. Macromolecules 2003, 36, 8078.
78. Cheng, L.-T.; Tam, W.; Marder, S. R.; Stiegman, A. E.; Rikken, G.; Spangler, C. W. J. Phys. Chem. 1991, 95, 10643.
79. Pelrine, R.; Kornbluh, R.; Joseph, J.; Heydt, R.; Pei, Q. B.; Chiba, S. Mater. Sci. Eng., C. 2000, 11, 89.
80. Wissler, M.; Mazza, E. Sens. Actuators A 2005, 120, 184.
81. Palakodeti, R.; Kessler, M. R. Mater. Lett. 2006, 60, 3437.
82. Yang, G.; Yao, G.; Ren, W.; Akhras, G.; Szabo, J. P.; Mukherjee, B. K. Proc. SPIE 2005, 5759, 134.
83. Prasman, E.; Thomas, E. L. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1998, 36, 1625.
84. Shankar, R.; Ghosh, T. K.; Spontak, R. J. Sens. Actuators A, in press.
85. Kleppinger, R.; van Es, M.; Mischenko, N.; Koch, M. H. J.; Reynaers, H. Macromolecules 1998, 31, 5805.
86. Gent, A. N. In Engineering with Rubber, Gent, A. N., Ed.; Hanser: Munich, 1992; pp 33-66.
87. Rubinstein, M.; Panyukov, S. Macromolecules 2002, 35, 6670.
88. Mooney, M. J. Appl. Phys. 1940, 11, 582.
89. Rivlin, R. S. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 1948, 241, 379.
90. Guth, E. J. Appl. Phys. 1945, 16, 20.
91. de Gennes, P. G. Scaling Concepts in Polymer Physics; Cornell University Press: New York, 1979.
92. Chen, Y. D. M.; Cohen, R. E. J. Appl. Polym. Sci. 1977, 21, 629.
93. Fetters, L. J.; Lohse, D. J.; Richter, D.; Witten, T. A.; Zirkel, A. Macromolecules 1994, 27, 4639.
94. Butkewitsch, S.; Scheinbeim, J. Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 8277.
95. Choi, H. R.; Jung, K.; Chue, N. H.; Jung, M.; Koo, I.; Koo, J.; Lee, J.; Lee, J.; Nam, J.; Cho, M. Proc. SPIE 2005, 5759, 283.
96. Madden, J. D. W.; Vandesteeg, N. A.; Anquetil, P. A.; Madden, P. G. A.; Takshi, A.; Pytel, R. Z.; Lafontaine, S. R.; Wieringa, P. A.; Hunter, I. W. IEEE J. Oceanic Eng. 2004, 29, 706.