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Micromachining-compatible, facile fabrication of polymer nanocomposite spin crossover actuators

Authors :
Sylvain Rat
Lionel Salmon
Azzedine Bousseksou
Thierry Leichle
Liviu Nicu
Fabrice Mathieu
Gábor Molnár
Philippe Demont
Victoria Shalabaeva
Adrian Laborde
Olivier Thomas
Maria Dolores Manrique-Juarez
Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Laboratoire de chimie de coordination (LCC)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C)
Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM)
Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Arts et Métiers ParisTech (FRANCE)
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Source :
Advanced Functional Materials, Advanced Functional Materials, 2018, 28 (29), pp.1801970. ⟨10.1002/adfm.201801970⟩, Advanced Functional Materials, Wiley, 2018, 28 (29), pp.1801970. ⟨10.1002/adfm.201801970⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; [FeII(Htrz)2(trz)](BF4) spin crossover particles of 85 nm mean size are dispersed in an SU‐8 polymer matrix and spray‐coated onto silicon microcantilevers. The subsequent photothermal treatment of the polymer resist leads to micrometer thick, smooth, and homogeneous coatings, which exhibit well‐reproducible actuation upon the thermally induced spin transition. The actuation amplitude as a function of temperature is accurately determined by combining integrated piezoresistive detection with external optical interferometry, which allows for the assessment of the associated actuation force (9.4 mN), stress (28 MPa), strain (1.0%), and work density (140 mJ cm−3) through a stratified beam model. The dynamical mechanical characterization of the films evidences an increase of the resonance frequency and a concomitant decrease of the damping in the high‐temperature phase, which arises due to a combined effect of the thickness and mechanical property changes. The spray‐coating approach is also successfully extended to scale up the actuators for the centimeter range on a polymer substrate providing perspectives for biomimetic soft actuators.

Details

Language :
English
ISSN :
1616301X and 16163028
Database :
OpenAIRE
Journal :
Advanced Functional Materials, Advanced Functional Materials, 2018, 28 (29), pp.1801970. ⟨10.1002/adfm.201801970⟩, Advanced Functional Materials, Wiley, 2018, 28 (29), pp.1801970. ⟨10.1002/adfm.201801970⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....34806cd4fee5e7c8c8c5f779df0c6c62