Technische Implementierung magnetosensitiver Elastomere für reversibel magnetisch einstellbare Sensorsysteme

• Antragstellerin: Dr. Tatiana Becker
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436989955

Klassische magnetische Hybridmaterialien beinhalten entweder magnetisch weiche oder magnetisch harte Partikel. Dementsprechend haben sie entweder einen aktiven magnetorheologischen Effekt oder sind durch die Vormagnetisierung der magnetisch harten Partikel mit passiven magnetorheologischen Eigenschaften versehen. Im Rahmen dieses Forschungsverbundes aus russischen und deutschen Arbeitsgruppen kombinieren wir durch Mischung magnetisch harter und magnetisch weicher Partikel in einer elastomeren Matrix aktive und passive magnetorheologische Eigenschaften. Dabei besteht das Ziel, entsprechende Materialien auf der Basis eines detaillierten mikroskopischen Verständnisses maßgeschneidert für sensorische Anwendungen zu synthetisieren.Im Rahmen des hier beschriebenen Teilprojektes liegt der Schwerpunkt des Arbeitsprogramms auf Untersuchungen von magnetischen Hybridmaterialien in der technischen Anwendung in Aktor- und Sensorsystemen. Die komplexen Partikel-Partikel- und Partikel-Matrix-Wechselwirkungen auf mikroskopischer Ebene sind Schlüsseleigenschaften für die Realisierung von einstellbaren, adaptiven Funktionselemente, die aus solchen “intelligenten Materialien“ bestehen und durch steuerbare magnetische Felder kontrolliert werden können. Es wird ein schrittweiser Übergang von der Materialcharakterisierung zur Systementwicklung und Systemgestaltung angestrebt. Basierend auf den Ergebnissen der vorhergehenden Förderperioden liegt der Fokus auf der Anwendung von vormagnetisierten Hybridmaterialien. Forschungsziele sind die systematische Untersuchung der resultierenden makroskopischen Eigenschaften von verschiedenartigen Hybridmaterialmischungen und dafür geeignete theoretische Modelle. Die Ergebnisse werden in Bezug zu ihrer mikrostrukturellen Charakterisierung in Kooperation mit weiteren Forschergruppen aus der Forschungsgemeinschaft analysiert. Die Umsetzung von Sensorsystemen mit komplexen adaptiven Verhalten und steuerbarer Sensitivität kann als neues Forschungsthema benannt werden. Die beabsichtigte Forschungsarbeit wird besonderen Wert auf das Potential dieser “intelligenten Materialien” in Anwendungsfeldern der Softrobotik legen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich, Russische Föderation
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Sofia Kantorovich; Professor Dr. Yuriy L. Raikher, bis 3/2022; Professor Gennady V. Stepanov, bis 3/2022; Professor Dr. Pavel Storozhenko, bis 3/2022; Professor Dr. Andrey Zubarev, bis 3/2022