Strom aus der Meereswelle - Wacker Chemie AG


Strom aus der Meereswelle

EPoSiL-Projektleiter Dr. Istvan Denes prüft den an der TU Darmstadt entwickelten Demonstrator.

Bislang war es allerdings schwierig, Bauteile auf der Basis von dielektrischen Elastomeren in größeren Stückzahlen zu realisieren. „Es fehlten vor allem elastische Polymere mit Werkstoffeigenschaften, die für solche Anwendungen optimiert sind und sich problemlos weiterverarbeiten lassen“, erklärt Dr. Andreas Köllnberger, Global Product Development Manager für Engineering Silicones bei WACKER. Mit ELASTOSIL® Film hat WACKER jetzt eine elastische und extrem dünne Folie auf den Markt gebracht, die in Zukunft als Rollenware in großen Serien produziert werden kann und damit den Einstieg in die Massenfertigung von EAP-Bauteilen ermöglicht. Aber auch für Anwendungen jenseits der EAP-Technologie kommen Siliconfolien in Frage – beispielsweise als funktionelle Membran oder zur Wundversorgung.

Die Endlosfolien werden in einem zum Patent angemeldeten Verfahren aus additionsvernetzenden Siliconkautschuken gefertigt, die ohne den Zusatz von Lösemitteln verarbeitet werden. Sie stehen in Stärken unter 100 Mikrometern kommerziell zur Verfügung; erhältlich sind sogar bis zu 20 Mikrometer dünne Folien.

Dünner als ein menschliches Haar: ELASTOSIL® Film und Silpuran® Film, die Präzisionsfolien aus Silicon, eignen sich unter anderem für funktionelle Verpackungsfolien, Wundpflaster, Sensoren, Aktoren oder auch energiesparende Elektrorelais.

Der Herstellungsprozess ergibt homogene, fehlerfreie Folien, die sich durch eine außerordentlich hohe Dickenkonstanz auszeichnen. Die Schichtdicke weicht über die gesamte Breite und Länge der Folienbahn um maximal fünf Prozent nach oben oder unten vom Sollwert ab. Um sicherzustellen, dass keine Partikel aus der Folienoberfläche herausstehen, findet die Fertigung der Siliconfolien unter Reinraumbedingungen statt.

Siliconfolien besitzen alle wesentlichen Eigenschaften, die Silicone auszeichnen: Sie sind hitzebeständig, kälteflexibel, chemisch inert und biokompatibel. Ihre Oberfläche ist stark hydrophob, also wasserabweisend. Typisch sind auch ihre hohe Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl physikalischer und chemischer Einflüsse sowie ihre guten elastischen Eigenschaften, die dazu beitragen, dass Siliconfolien trotz jahrelanger mechanischer Beanspruchung nicht ermüden.

SILPURAN® Film

Mit SILPURAN® Film hat WACKER eine hochreine Produktvariante seiner hochdünnen und äußerst präzise gefertigten Folien aus Siliconkautschuk entwickelt, die sich speziell an die Bedürfnisse der Health-Care- und Medizintechnikindustrie richtet. Der für diese Folien verwendete Siliconkautschuk ist biokompatibel gemäß ausgewählter Tests nach ISO 10993 und USP (United States Pharmacopeia) Class VI. SILPURAN®- Silicone werden gemäß dem WACKER-eigenen Standard für medizinische Rohstoffe (WACKER CLEAN OPERATIONS) unter Reinraumbedingungen produziert und verpackt, um jegliche Verunreinigungen auszuschließen. SILPURAN® Film ermöglicht beispielsweise die Herstellung atmungsaktiver Wundpflaster, die den Heilungsprozess optimal unterstützen. Auch in medizinischen Geräten und in der Prothetik bietet SILPURAN® Film neue Möglichkeiten.

Ausdehnung in der Ebene

Mithilfe von ELASTOSIL® Film lassen sich beispielsweise verformbare Kondensatoren herstellen. Dazu werden die Folien auf der Ober- und Unterseite mit einem flexiblen, elektrisch leitfähigen Material beschichtet. Liegt eine Gleichspannung an, ziehen sich die Elektroden infolge ihrer entgegengesetzten Aufladung elektrostatisch an und drücken das weiche Folienmaterial zusammen. Die Elastomerschicht wird dünner, dehnt sich aber zugleich in der Ebene aus. Folge: Der Kondensator wird insgesamt flacher und „breiter“. Wird der Kondensator entladen, nimmt die Elastomerfolie infolge ihrer Elastizität wieder ihre ursprüngliche Gestalt an.

Da sich die Verformung des Kondensators beliebig oft wiederholen und gezielt steuern lässt, werden EAP-Folien beispielsweise in Aktoren eingesetzt, die elektrische Spannung in Bewegung umsetzen. Dieser Mechanismus lässt sich aber auch umdrehen: EAP-Folien können dann aus mechanischer Bewegung Strom erzeugen. EAP-Technologien eignen sich folglich auch für Sensoren oder neuartige Generatoren. Stets bildet der verformbare Kondensator dabei die Basiseinheit des Systems.