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<title>Elektroaktive Polymere</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Elektroaktive Polymere</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Elektroaktive Polymere</b> (EAP) sind <a href="Polymer" title="Polymer">Polymere</a>, die durch das Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Form ändern. Anwendung finden diese Materialien als <a href="Aktor" title="Aktor">Aktoren</a><sup id="cite_ref-ArtificialMuscles_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-ArtificialMuscles-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> oder <a href="Sensor" title="Sensor">Sensoren</a>.<sup id="cite_ref-EAPsensing_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-EAPsensing-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Aufgrund der Ähnlichkeit ihrer Funktionsweise zu der natürlicher <a href="Muskulatur" title="Muskulatur">Muskeln</a>, werden sie oft auch „künstliche Muskeln“ genannt.

</p><p>Es wird im Allgemeinen zwischen <i>ionischen EAP</i> und <i>elektronischen EAP</i> unterschieden.

</p><p>Bei ionischen EAP beruht der Wirkungsmechanismus auf Massentransport (Diffusion) von Ionen. Untergruppen solcher EAP sind leitfähige Polymere, ionische Metall-Polymer-Komposite und ionische <a href="Gel" title="Gel">Gele</a>.

</p><p>Die Wirkungsweise elektronischer EAP beruht hingegen auf elektronischem Ladungstransport. Zu dieser Gruppe werden elektrostriktive und ferroelektrische Polymere gezählt sowie <a href="Dielektrische_Elastomere" title="Dielektrische Elastomere">Dielektrische Elastomere</a>.

</p><p>Vorteile von EAP im Vergleich zu anderen Aktormaterialien, wie z. B. piezoelektrische Keramiken, sind die hohen <a href="Dehnung" title="Dehnung">Dehnungen</a>, die erreicht werden können (bis 380 %), sowie die geringe <a href="Dichte" title="Dichte">Dichte</a> der Polymere und die freie Formbarkeit.

</p><p>Eine mögliche Anwendung ist eine adaptive Gebäudeverschattung, welche durch ein im Glaszwischenraum befindliches elektroaktives Polymer erreicht wird.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<p>Die erste wissenschaftliche Arbeit zu EAP wurde 1880 von <a href="Wilhelm_Conrad_R%C3%B6ntgen" title="Wilhelm Conrad Röntgen">Wilhelm Conrad Röntgen</a> veröffentlicht<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>. Er führte ein Experiment mit einem Kautschukband durch, das er auf einer Seite aufhängte und mit Gewichten ausdehnte. Nach einer elektrischen Aufladung beobachtete er eine Längenzunahme von mehreren Prozent, die durch Entladen des Kautschuks rückgängig gemacht werden konnte.

</p><p>Der praktische Einsatz für diese Technik ist vielfältig. Einem im Juni 2014 veröffentlichten Patentantrag zufolge plant <a href="Apple" title="Apple">Apple</a> eine einstellbare optische Blende aus elektroaktiven Polymeren für die Hauptkamera seines <a href="IPhone" title="IPhone">iPhones</a>.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Quellen">Quellen</h2></div>

<ul><li>R. Kornbluh: <cite style="font-style:italic">Dielectric Elastomer Artificial Muscle For Actuation, Sensing, Generation, And Intelligent Structures</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Materials Technology</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>19</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>4</span>, 2004, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>216–223</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1080/10667857.2004.11753088">10.1080/10667857.2004.11753088</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Elektroaktive+Polymere&rft.atitle=Dielectric+Elastomer+Artificial+Muscle+For+Actuation%2C+Sensing%2C+Generation%2C+And+Intelligent+Structures&rft.au=R.+Kornbluh&rft.date=2004&rft.doi=10.1080%2F10667857.2004.11753088&rft.genre=journal&rft.issue=4&rft.jtitle=Materials+Technology&rft.pages=216-223&rft.volume=19" style="display:none"> </span></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-ArtificialMuscles-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-ArtificialMuscles_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Yoseph Bar-Cohen (Hrsg.): <cite style="font-style:italic">Electroactive Polymer (EAP) Actuators as Artificial Muscles: Reality, Potential, and Challenges</cite>. 2. Auflage. SPIE Press, Bellingham 2004, ISBN 978-0-8194-8112-2, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1117/3.547465">10.1117/3.547465</a></span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Elektroaktive+Polymere&rft.btitle=Electroactive+Polymer+%28EAP%29+Actuators+as+Artificial+Muscles%3A+Reality%2C+Potential%2C+and+Challenges&rft.date=2004&rft.doi=10.1117%2F3.547465&rft.edition=2&rft.genre=book&rft.isbn=9780819481122&rft.place=Bellingham&rft.pub=SPIE+Press" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-EAPsensing-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-EAPsensing_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Tiesheng Wang, Meisam Farajollahi, Yeon Sik Choi, I-Ting Lin, Jean E. Marshall, Noel M. Thompson, Sohini Kar-Narayan, John D. W. Madden, Stoyan K. Smoukov: <cite style="font-style:italic">Electroactive polymers for sensing</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Interface Focus</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>6</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>4</span>, 2016, 20160026, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1098/rsfs.2016.0026">10.1098/rsfs.2016.0026</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27499846?dopt=Abstract">PMID 27499846</a> (freier Volltext).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Elektroaktive+Polymere&rft.atitle=Electroactive+polymers+for+sensing&rft.au=Tiesheng+Wang%2C+Meisam+Farajollahi%2C+Yeon+Sik+Choi%2C+...&rft.date=2016&rft.doi=10.1098%2Frsfs.2016.0026&rft.genre=journal&rft.issue=4&rft.jtitle=Interface+Focus&rft.pmid=27499846&rft.volume=6" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Wilhelm Conrad Röntgen: <cite style="font-style:italic">Ueber die durch Electricität bewirkten Form- und Volumenänderungen von dielectrischen Körpern</cite>. In: <cite style="font-style:italic"><a href="Annalen_der_Physik" title="Annalen der Physik">Annalen der Physik</a></cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>247</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>11</span>, 1880, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>771–786</span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k152556.image.f784.langDE">Digitalisat</a> auf <a href="Gallica" title="Gallica">Gallica</a>).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Elektroaktive+Polymere&rft.atitle=Ueber+die+durch+Electricit%C3%A4t+bewirkten+Form-+und+Volumen%C3%A4nderungen+von+dielectrischen+K%C3%B6rpern&rft.au=Wilhelm+Conrad+R%C3%B6ntgen&rft.date=1880&rft.genre=journal&rft.issue=11&rft.jtitle=Annalen+der+Physik&rft.pages=771-786&rft.volume=247" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Patent <a rel="nofollow" class="external text" href="https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?locale=de_EP&CC=US&NR=20140168799">US20140168799</a>: <i>Artificial muscle camera lens actuator.</i> Veröffentlicht am <span style="white-space:nowrap;">19. Juli 2014</span>, Erfinder: Aurelien R. Hubert, Douglas S. Brodie, Iain A. McAllister, Jeffrey N. Gleason.</span><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Apatent&rft_id=US20140168799&rft.applcc=US&rft.title=Artificial+muscle+camera+lens+actuator&rft.inventor=Aurelien+R.+Hubert%2C+Douglas+S.+Brodie%2C+Iain+A.+McAllister%2C+Jeffrey+N.+Gleason&rft.pubdate=2014-07-19">‌</span></span>

</li>

</ol>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://vimeo.com/5421831">Videos elektroaktiver Polymere in Aktion</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://eap.jpl.nasa.gov/">WorldWide Electroactive Polymer Actuators Webhub</a> (in Englisch)</li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.emk.tu-darmstadt.de/?id=100">Elektroaktive Polymere</a> tu-darmstadt.de, abgerufen am 30. Juli 2013</li></ul></div><div><div class="zim-footer">

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