Block copolymers based on poly(vinylidene fluoride)

Zelforganiserende elektronica dankzij blokcopolymeren

In de afgelopen decennia zijn de afmetingen van hardware in elektronische apparatuur als smartphones, laptops en camera’s steeds verder afgenomen, terwijl hun prestaties enorm zijn toegenomen. Om deze trend in de toekomst voort te zetten is het nodig om alternatieve materialen te ontwikkelen. Promovendus Vincent Voet maakte nieuwe materialen, voor bijvoorbeeld dataopslagapparatuur in de elektronische apparatuur, door gebruik  te maken van het bijzondere karakter van zogeheten blokcopolymeren.

Blokcopolymeren zijn grote moleculen, opgebouwd uit twee verschillende polymeerblokken. Aangezien beide blokken niet mengbaar zijn (net zoals water en olie), zullen ze op nanoschaal gescheiden fases vormen in domeinen met een hoge mate van ordening. De nauwkeurige zelforganisatie van blokcopolymeren is een handige manier om elektronische schakelingen op te bouwen, omdat de moleculen spontaan geordende structuren vormen en de afmetingen en functionaliteit gemakkelijk kunnen worden aangepast.

In dit onderzoek zijn blokcopolymeren gemaakt waarin één van de blokken ferro-elektrisch is. Ferro-elektrische materialen kunnen zich bevinden in verschillende gepolariseerde toestanden ("1" en "0") en de polarisatie is om te schakelen met een elektrisch veld, waardoor het mogelijk is om data op te slaan.

De blokcopolymeren zijn gebruikt om geordende ferro-elektrische nanoschuimen te produceren. Daarna is het polymeerschuim opgevuld met magnetische verbindingen, wat leidde tot een multiferroïsch materiaal samengesteld uit ferro-elektrische en ferromagnetische domeinen. Mogelijke koppeling tussen de elektrische en magnetische eigenschappen geeft de mogelijkheid om data elektrisch te schrijven en magnetisch uit te lezen.

Vincent Voet verrichtte zijn onderzoek bij de afdeling Polymeergrensvlakken en Dunne Lagen van het Zernike Institute for Advanced Materials, Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen, gefinancierd door NWO.

Zie ook het interview met Vincent Voet van Science Linx: Een harde schijf maken uit gas

Proefschrift: http://irs.ub.rug.nl/ppn/387502483