A study on the state of the art of conductive silicone nanocomposites for stretchable electronics

Abstract

Een van de vele research topics binnen IMO-IMOMEC van de universiteit Hasselt is het onderzoek naar rekbare elektronica door gebruik te maken van geleidende composieten, bestaande uit PDMS en geleidende fillers. De percolatie grenzen van deze fillers zijn echter niet gekend en wetenschappelijke nauwkeurige metingen zijn nodig omdat een te veel aan geleidende filler de mechanische eigenschappen van de composiet schaadt. Tijdens deze masterthesis worden de percolatie grenzen van 7 verschillende fillers onderzocht.

Voor de percolatie grenzen te onderzoeken zijn er meerde dispersie technieken onderzocht, namelijk ball milling, three roll milling, solution mixing en high speed mixing. Daarna zijn de grenzen onderzocht door verschillende samples te maken met een specifiek gewichtspercentage aan filler en de overeenkomstige weerstand is gemeten. Ten slotte zijn de samples gekarakteriseerd op basis van maximale rek tot breuk.

De experimenten tonen aan dat three roll milling en high speed mixing de beste dispersie geven. De percolatie grenzen verlagen naarmate de aspect ratio van de filler toeneemt. Ten slotte, de composieten met ronde fillers zijn geschikt voor een rek sensor door de grotere gauge factor. De composieten met multi-walled carbon nanotubes hebben goede eigenschappen voor rekbare geleiders aangezien hun weerstand tijdens rek tot 100% nagenoeg constant blijft.