High breakdown field dielectric elastomer actuators using encapsulated polyaniline as high dielectric constant filler

Advanced Functional Materials

Volumn 20, Issue 19, 2010, Pages 3280-3291

  Molberg, Martin ^a,b   Crespy, Daniel ^a,c   Rupper, Patrick ^a   Nüesch, Frank ^a   Manson, Jan Anders E ^b   Löwe, Christiane ^a   Opris, Dorina M ^a  

^a SWISS FEDERAL LABORATORIES FOR MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY   (Switzerland)

^b LABORATOIRE DE TECHNOLOGIE DES COMPOSITES ET POLYMÈRES LTC   (Switzerland)

^c MAX PLANCK INSTITUTE FOR POLYMER RESEARCH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONDUCTIVE PARTICLE; CONDUCTIVE POLYANILINE; DIELECTRIC CONSTANTS; DIELECTRIC ELASTOMER ACTUATORS; DIELECTRIC STRENGTHS; ELECTRO-MECHANICAL ACTUATOR; HIGH BREAKDOWN FIELDS; HIGH DIELECTRIC CONSTANTS; INSULATING POLYMER; MATRIX; MINI-EMULSION POLYMERIZATION; NOVEL MATERIALS; NOVEL METHODS; POLYDIMETHYLSILOXANE PDMS; STRAIN AT BREAK; TENSILE TESTS;

ACTUATORS; ELECTROMECHANICAL DEVICES; ENERGY HARVESTING; INSULATING MATERIALS; PERMITTIVITY; POLYANILINE; POLYMERS; RUBBER; SILICONES; TENSILE TESTING;

FILLERS;

EID: 77957596029     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201000486     Document Type: Article

References (72)

1. S. Ahn , R. M. Kasi , S. Kim , N. Sharma , Y. Zhou , Soft. Matter 2008 , 4 , 1151
2. M. Behl , A. Lendlein , Soft Matter 2007 , 3 , 58
3. R. Shankar , T. K. Ghosh , R. J. Spontak , Soft Matter 2007 , 3 , 1116 .
4. R. Pelrine , R. Kornbluh , Q. Pei , J. Joseph , Science 2000 , 287 , 836;
5. A. O'Halloran , F. O'Malley , P. McHugh , J. Appl. Phys. 2008 , 104 , 071101;
6. R. E. Perline , R. D. Kornbluh , J. P. Joseph , Sens. Actuators A 1998 , 64 , 77;
7. P. Brochu , Q. Pei , Macromol. Rapid Commun. 2010 , 31 , 10.
8. R. Pelrine , R. Kornbluh , J. Eckerle , P. Jeuck , S. Oh , Q. Pei , S. Stanford , Proc. SPIE 2001 , 4329 , 148;
9. F. Carpi , D. De Rossi , R. Kornbluh , R. Perline , P. Sommer-Larsen , Dielectric Elastomers as Electromechanical Transducers , Elsevier , Amsterdam 2008
10. H. Prahlad , R. Kornbluh , R. Perline , S. Stanford , J. Eckerle , S. Oh , Proc. ISSS 2005 , SA;
11. S. J. A. Koh , X. Zhao , Z. Suo , Appl. Phys. Lett. 2009 , 94 , 262902.
12. X. Zhang , C. Löwe , M. Wissler , B. Jähne , G. Kovacs , Adv. Eng. Mat. 2005 , 7 , 361
13. M. Niklaus , S. Rosset , P. Dubois , M. Dadras , H. Shea , Scr. Mater. 2008 , 59 , 893
14. M. Wissler , E. Mazza , Sens. Actuators A 2005 , 120 , 184
15. S. P. Lacour , S. Wagner , H. Prahlad , R. Pelrine , J. Non-Crystal. Solids 2004 , 338-340 , 736 .
16. T. Hirai , H. Sadato , T. Ueda , T. Kasazaki , Y. Kurita , M. Hirai , S. Hayashi , Angew. Makromol. Chem. 1996 , 240 , 221;
17. G. Gallone , F. Carpi , F. Galantini , D. De Rossi , G. Levita , Adv. Sci. Technol. 2008 , 61 , 46.
18. R. Shankar , T. K. Ghosh , R. J. Spontak , Macromol. Rapid Commun. 2007 , 28 , 1142 .
19. K. Jung , J. H. Lee , M. S. Cho , J. K. Koo , J. Nam , Y. K. Lee , H. R. Choi , Smart Mater. Struct. 2007 , 16 , S288 .
20. M. K. Senesky , G. Grüner , Q. Pei , Adv. Mater. 2008 , 20 , 621
21. G. Kofod , P. Sommer-Larsen , R. Kornbluh , R. Pelrine , J. Intell. Mater. Syst. Struct. 2003 , 14 , 787
22. R. Kunanuruksapong , A. Sirivat , Appl. Phys. A 2008 , 92 , 313
23. R. Pelrine , R. Kornbluh , G. Kofod , Adv. Mater. 2000 , 12 , 1223 .
24. Y. Bar-Cohen , Q. Zhang , MRS Bull . 2008 , 33 , 173
25. Biomedical Applications of Electroactive Polymer Actuators (Eds.: F. Carpi , E. Smela ) Wiley-VCH , Weinheim, Germany , 2009 .
26. Q. M. Zhang , H. Li , M. Poh , F. Xia , Z.-Y. Cheng , H. Xu , C. Huang , Nature 2002 , 419 , 284
27. J.-W. Wang , Q.-D. Shen , C.-Z. Yang , Q.-M. Zhang , Macromolecules 2004 , 37 , 2294 .
28. I. Vrejoiu , J. D. Pedarnig , M. Dinescu , S. Bauer-Gogonea , D. Bäuerle , Appl. Phys. A 2002 , 74 , 407
29. F. Carpi , D. De Rossi , IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2005 , 12 , 835
30. B. Chu , M. Lin , B. Neese , Q. Zhang , J. Appl. Phys. 2009 , 105 , 014103
31. Z.-M. Dang , Y.-Q. Lin , H.-P. Xu , C.-Y. Shi , S.-T. Li , J. Bai , Adv. Funct. Mater. 2008 , 18 , 1509 .
32. J. Lu , K.-S. Moon , C. P. Wong , J. Mater. Chem. 2008 , 18 , 4821
33. L. Qi , B. I. Lee , S. Chen , W. D. Samuels , G. J. Exarhos , Adv. Mater. 2005 , 17 , 1777
34. B. Guiffard , L. Seveyrat , G. Sebald , D. Guyomar , J. Phys. D: Appl. Phys. 2006 , 39 , 3053 .
35. D. M. Opris , F. Nüesch , C. Löwe , M. Molberg , M. Nagel , Chem. Mater. 2008 , 20 , 6889 .
36. A. Brennan , B. Wang , D. E. Rodrigues , G. L. Wilkens , J. Inorg. Organomet. Polym. 1991 , 1 , 167 .
37. D. Wilkinson , J. S. Langer , P. N. Sen , Phys. Rev. B 1983 , 28 , 1081 .
38. H. W. Choi , Y. W. Heo , J. H. Lee , E. T. Park , Y. K. Chung , Appl. Phys. Lett. 2006 , 89 , 132910
39. J. Lu , K. S. Moon , J. Xu , C. P. Wong , J. Mater. Chem. 2006 , 16 , 1543
40. Z. M. Dang , Y. Shen , C. W. Nan , Appl. Phys. Lett. 2002 , 81 , 4814 .
41. J. Xu , C. P. Wong , Appl. Phys. Lett. 2005 , 87 , 082907 .
42. Y. Shen , Y. Lin , M. Li , C. W. Nan , Adv. Mater. 2007 , 19 , 1418
43. Y. Shen , Y. Lin , C. W. Nan , Adv. Funct. Mater. 2007 , 17 , 2405 .
44. C. Huang , Q. M. Zhang , Appl. Phys. Lett. 2003 , 82 , 3502
45. C. Huang , Q. M. Zhang , Adv. Funct. Mater. 2004 , 14 , 501
46. D. M. Opris , D. Crespy , C. Löwe , M. Molberg , F. Nüesch , Proc. SPIE 2009 , 7287 , 72870L1 .
47. F. Carpi , G. Gallone , F. Galantini , D. D. Rossi , Adv. Funct. Mater. 2008 , 18 , 235 .
48. J. G. Meier , J. W. Mani , M. Klüppel , Phys. Rev. B 2007 , 75 , 054202
49. H. Stoyana , D. Mc. Corthy , M. Kollosche , G. Kofod , Appl. Phys. Lett. 2009 , 94 , 232905 .
50. Z.-M. Dang , L. Wang , Y. Yin , Q. Zhang , Q.-Q. , Lei , Adv. Mater. 2007 , 19 , 852.
51. S. Liang , J. Claude , K. Xu , Q. Wang , Macromolecules 2008 , 41 , 6265
52. C. Huang , Q. Zhang , Adv. Mater. 2005 , 17 , 1153 .
53. K. Landfester , Macromol. Rapid Commun. 2001 , 22 , 896
54. F. J. Schork , Y. Luo , W. Smulders , J. P. Russum , A. Butte , K. Fontenot , Adv. Polym. Sci. 2005 , 175 , 129
55. J. Jang , J. Hak Oh , Adv. Funct. Mater. 2005 , 15 , 494 .
56. C. W. Nan , Prog. Mater. Sci. 1993 , 37 , 1
57. S. Kirkpatrick , Rev. Mod. Phys. 1973 , 45 , 574
58. A. L. Efros , B. I. Shklovskii , Phys. Status Solidi B 1976 , 76 , 475 .
59. M. S. Cho , S. Y. Park , J. Y. Hwang , H. J. Choi , Mater. Sci. Eng. C , 2004 , 24 , 15 .
60. K. Landfester , Macromol. Rapid Commun. 2001 , 22 , 896 .
61. F. Tiarks , K. Landfester , M. Antonietti , Langmuir 2001 , 17 , 908;
62. Y. Luo , X. Zhou , J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2004 , 42 , 2145.
63. D. Crespy , A. Musyanovych , K. Landfester , Colloid Polym. Sci. 2006 , 284 , 780 .
64. X. Zhao , S. Zhou , M. Chen , L. Wu , Colloid Polym. Sci. 2009 , 287 , 969 .
65. A. Gent , in Science and Technology of Rubber , (Eds.: J. E. Mark , F. R. Eirich , B. Erman ), Elsevier , Amsterdam 2005 , p. 455 .
66. D. Stauffer , A. Aharony , Perkolationstheorie Eine Einführung , Wiley-VCH , Weinheim, Germany 1995
67. M. J. Powell , Phys. Rev. B. 1980 , 41 , 3275.
68. X. H. Zhao , Z. G. Suo , Appl. Phys. Lett. 2009 , 95 , 031904 .
69. W. D. Callister , Material Science and Engineering - An Introduction , John Wiley & Sons , New York 2003 .
70. L. E. Nielsen , J. Appl. Phys. 1970 , 41 , 4626 .
71. M. Molberg , Y. Leterrier , C. J. G. Plummer , C. Walder , C. Löwe , D. M. Opris , F. A. Nüesch , S. Bauer , J.-A. E. Manson , J. Appl. Phys. 2009 , 106 , 054112 .
72. comp are the density of the matrix and the composite, respectively.