Moderne mechatronische Systeme nutzen biologische Prinzipien, um ihre Funktionalität zu verbessern. So beschäftigte sich Sina Martin in ihrer Arbeit damit, das isotrope Verhalten dielektrischer Elastomersysteme durch einen bionischen Designansatz in ein anisotropes Verhalten umzuwandeln. Dazu wurde eine additive Fertigungstechnologie eingesetzt, die eine definierte und heterogene Verteilung elektrisch leitfähiger Partikel ermöglicht. Für die Aktorik wird ein segmentiertes Elektrodendesign erprobt, während die Sensorik auf heterogenen Partikelclustern basiert. Die elektromechanische Kopplung der Elektrodensegmente dielektrischer Elastomeraktoren zeigt, dass eine inverse Korrelation zwischen dem Anisotropieverhältnis und der maximalen uniaxialen Auslenkung besteht. In dielektrischen Elastomeraktoren ermöglicht die heterogene Verteilung der Partikel die Detektion von Amplitude und Richtung einer Kraft.

Die Bedeutung der Ergebnisse verdeutlicht Sina Martin an zwei praktischen Beispielen. Als funktionelles Irisimplantat kann die Dehnung durch ein anisotropes Design erhöht werden. Weiterhin ermöglicht ein anisotroper Sensor die vollständige Charakterisierung von Handgelenksbewegungen. In ihrer Dissertation wurden gedruckte anisotrope Elektroden als konventionelle Membranaktoren eingesetzt, wobei weitere Verbesserungen durch alternative Bauformen oder Vordehnung erwartet werden.

Mit der mündlichen Prüfung am 02.02.2024 schloss Sina Martin ihre Promotion mit dem Titel „Einstellung anisotroper Eigenschaften dielektrischer Elastomersysteme mittels eines selektiven Druckverfahrens“ sehr erfolgreich ab.

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