Het polymeer PVDF is goedkoop en stabiel en wordt al vaak gebruikt in membraanfilters en verpakkingsfolies. Voor toepassing in een geheugencel zijn extra eigenschappen vereist. De moleculen moeten een elektrische polarisatie hebben, vergelijkbaar met de noord- en zuidpool van een magneet. Dat maakt het mogelijk informatie op te slaan.

Tot nu toe lukte het niet om van PVDF een bruikbare elektrische schakeling te maken, omdat het niet lukte een gladde, dunne laag van PVDF-moleculen te maken. Hoogleraar natuurkunde Dago de Leeuw: ‘Er ontstond een structuur die onder de microscoop op schuurpapier leek.’

Promovenda Mengyuan Li heeft dit probleem nu opgelost door het materiaal te verhitten en dan pas te verwerken. ‘Dat bleek de cruciale stap te zijn. Normaal maak je dit soort films bij kamertemperatuur. Maar alleen bij een hogere temperatuur vormt PVDF een mooi gladde dunne film’, vertelt De Leeuw.

Spotgoedkoop

PVDF kan in principe in vier vormen kristalliseren met verschillende eigenschappen. Li heeft de zogeheten delta-fase gemaakt, dat is de fase waarbij de moleculen elektrisch gepolariseerd zijn. Het bestaan van deze delta-fase van PVDF is al in de jaren tachtig voorspeld, maar nog nooit eerder experimenteel in een dunne film aangetoond’, aldus De Leeuw.

In het artikel laten de onderzoekers zien dat met delta-PVDF een plastic geheugencel is te maken. Plastic geheugen bestaat al, maar dan is het gemaakt van een ander molecuul. Dat is erg duur, en bovendien verliest het boven de 80 graden Celsius zijn elektrische eigenschappen. En daardoor verlies je alle opgeslagen gegevens.

PVDF is juist spotgoedkoop en de films behouden hun eigenschappen tot ongeveer 170 graden Celsius. Daarmee is deze vorm van PVDF de ideale kandidaat voor het maken van gegevensopslag in plastic elektronica.

Plastic elektronica is de afgelopen jaren volop in ontwikkeling en kent veel toepassingen. Het is bijvoorbeeld te verwerken in de verpakking van voedingsmiddelen, om de houdbaarheid in de gaten te houden.

19 maart 2013