Forschungsprojekte

A2 (A07)

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Mesostrukturierte Komposite auf Basis von 1D polyelektrolytischen Templaten als vielseitige Katalyseplattform

Kontakt: Professor Dr. Josef Breu, Dr. Holger Schmalz
Mit 1D polyelektrolytischen Templaten (Zylinderbürsten, patch-artige Zylindermizellen) sollen hierarchisch poröse anorganische Katalysatoren und Träger hergestellt werden. Dieses Konzept wird für die Entwicklung von thermisch und mechanisch stabilen Übergangs¬metalloxiden für die photokatalytische Detoxifizierung von Klinikabwässern und die elektro¬katalytische Wasser-spaltung genutzt. Zudem soll der Einfluss der Trägerbasizität auf die katalytischen Eigenschaften von geträgerten Pd-Nanopartikeln studiert werden. Des Weiteren werden wir patch-artig strukturierte Fasermatten als Träger für katalytisch aktive Nanopartikel nutzen, um so effizientere heterogene Katalysatoren zu entwickeln.

A6

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Synthese poröser Hybridmaterialien auf Basis von Schichtsilicaten: Funktionale Interkalate, Stofftrennung und Katalyse

Kontakt: Professor Dr. Josef Breu, Prof. Dr. Rainer Schobert
Die optimierte Schmelzsynthese eines ladungshomogenen Hectorits erlaubt es uns Quellvor¬gän-ge grundlegend zu verstehen und bietet vielfältige Möglichkeiten interne und externe Oberflächen zu funktionalisieren. Ein allgemeines Syntheseprinzip ermöglicht es 1D-Heterostrukturen über osmotische Quellung zu Doppelstacks oder Janus-Partikeln weiter zu verarbeiten. Mikroporen-räume können durch eingelagerte Abstandshalter (Pillar, Nanopartikel) erzeugt werden um Gastrennung oder Katalyse zu betreiben. Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung funktionalisierter nanopartikulärer Schichtsilikate, die durch diverse Strukturierungs-methoden erhalten werden.

A8

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Mesoskopische 2D- und 3D-Gerüste aus Seidenproteinen mit bakteriostatischen Oberflächen-Effekten und antibakterieller Wirkung

Kontakt: Prof. Dr. Thomas Scheibel
Dieses Projekt befasst sich mit der Kontrolle der Eigenschaften rekombinanter Spinnenseiden und daraus hergestellter Materialien. In der Berichtsphase konnten zum einen molekulare Details der Seiden-Assemblierung identifiziert, und darauf aufbauend erstmalig biotechnologisch hergestellte Spinnenseidenfasern mit naturidentischen mechanischen Eigenschaften hergestellt werden. Zum anderen ist es gelungen, biokompatible Beschichtungen auf Implantate und Katheter aufzubringen und so unerwünschte Nebeneffekte nach Implantation signifikant zu vermindern bzw. zu unterdrücken. Darüber hinaus wurden selbsttragende Seidenfilme mit Hektorit vermischt und daraus Gas- und Wasserdampfbarrieren erzeugt.

A10

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Mesostrukturierung von Spin-Crossover-Nanopartikeln

Kontakt: Prof. Dr. Birgit Weber
Im Rahmen dieses Teilprojektes wird die Darstellung und Mesostrukturierung von Spin-Crossover(SCO)-Nanopartikeln untersucht. Das Ziel ist es, von Blockcopolymeren ausgebildete Überstrukturen (z.B. Kugel- oder Zylindermizellen) als Matrix zu verwenden, um so die Partikelgröße und -morphologie zu kontrollieren. Der Einfluss von diesen beiden Parametern, aber auch von Partikel-Matrix-Wechselwirkungen und zwischenpartikulären Wechselwirkungen auf die Spin-Crossover-Eigenschaften (Memory Effect) wird untersucht. Unterschiedliche Methoden zur Anordnung der Partikel auf Oberflächen werden getestet.

A12

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Poröse kompartimentierte elektrogesponnene Membranen für Eintopf Reaktionkaskaden mit, ‘Wolf-Lamb’ Katalysatoren

Kontakt:

Prof. Dr. Seema Agarwal, Prof. Dr. Stephan Gekle


Das Projekt untersucht die Eignung von räumlich heterogenen Fasermembranen und -geometrien mit sehr hohen Porositäten und unterschiedlichen Porengrößen als Träger für inkompatible (Wolf-Lamm) Katalysatoren. Sowohl die Seite-an-Seite als auch die koaxialen Strukturen aus der ersten Phase des Projekts bieten eine einmalige Plattform für die Immobilisierung verschiedener Katalysatoren mit zusätzlichen Vorteilen wie hoher Porosität für effizienten Massentransport, Skalierbarkeit und Wiederverwendbarkeit. Das Projekt kombiniert Experimente mit Computersimulationen, um quantitative Vorhersagen zu treffen und den katalytischen Prozess in räumlich komplexen Strukturen zu verstehen.

Universität Bayreuth -