Manuel Brinker (6/2023) (pdf-file)
Abstract
Porous silicon is highly versatile functional material. In this thesis two different electrochemistry-inspired approaches are developed and investigated to integrate an actuator functionality into porous silicon. The first approach aims to utilise electrochemo-mechanical coupling at the interface of a porous silicon electrode immersed in an aqueous electrolyte solution. The second approach comprises the integration of the electroactive, electrically conductive polymer polypyrrole into the porous silicon pore structure to create a hybrid material. Both approaches achieve a robust and highly reproducible actuation that follows the applied potential linear and whose work density compares well to classical piezo actuators.
Kurzzusammenfassung
Poröses Silizium ist ein äußerst vielseitiges Funktionsmaterial. In dieser Arbeit werden zwei verschiedene, von der Elektrochemie inspirierte Ansätze entwickelt und untersucht, um eine Aktuator-funktion in poröses Silizium zu integrieren. Der erste Ansatz zielt auf die Nutzung der elektrochemisch-mechanischen Kopplung an der Grenzfläche einer porösen Siliziumelektrode, die in eine wässrige Elektrolytlösung eingetaucht ist. Beim zweiten Ansatz wird das elektroaktive, elektrisch leitfähige Polymer Polypyrrol in die poröse Siliziumporenstruktur integriert, um ein Hybridmaterial zu schaffen. Beide Ansätze erzielen eine robuste und hoch reproduzierbare Aktuation, die dem angelegten Potential linear folgt und deren Arbeitsdichte mit klassischen Piezoaktoren vergleichbar ist.
