Forschungsprojekte

B1

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Katalytische Aktivität von metallischen Nanopartikeln und Nanolegierungen immobilisiert auf mesoskopischen Trägersystemen

Kontakt:

Prof. Rhett Kempe; Prof. Stephan Kümmel


Bimetallische Nanopartikel können katalytische Eigenschaften aufweisen, die für die reinen Metallpartikel oder deren Mischungen nicht beobachtet werden. Die Herstellung und Handhabbarkeit der Nanopartikel wird über mesoskopisch strukturierte Trägersysteme realisiert. Ziel des Teilprojektes B1 ist zum einen ein besseres Verständnis der an bimetallischen Nanopartikeln ablaufenden katalytischen Prozesse in flüssiger Phase und zum anderen Herstellung und Test neuer Katalysatoren für eine effizientere Stoffwandlung. Diese Ziele werden in gemeinsamen theoretischen und experimentellen Studien sowie in Kooperation mit drei weiteren Teilprojekten des Forschungsverbundes verfolgt.

B3

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Schichtsilikat-Polymer-Nanokomposite der zweiten Generation

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt; Prof. Dr. Josef Breu


Die Wirkungsweise der neuartigen Schichtsilikate in Polymer-Nanokompositen wurde bereits in Massen- bzw. technischen Kunststoffen im Sinne von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen untersucht. Durch die Verwendung hochtemperaturstabiler Oberflächenmodifikatoren ist man in der Lage, das Flammschutzpotential des Nanofüllstoffs in solchen Kunststoffen weiter zu steigern. Außerdem wird eine homogene Einarbeitung des Nanofüllstoffs in HT-Thermoplaste ermöglicht, wodurch diese Materialien hinsichtlich verschiedener Anwendungsfelder, wie z.B. Gasbarriere, Abriebschutz und Leiterplattensubstratmaterialien maßgeschneidert werden können.

B4

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Morphologiekontrolle teilkristalliner Polymere durch supramolekulare Polymeradditive

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt; Prof. Dr. Hans-Werner Schmidt; Prof. Dr. Jürgen Senker


Ziel des Teilprojekts ist es, supramolekulare Additive als Nukleierungsmittel zur Mor¬phologie-kontrolle von Polymerschäumen einzusetzen. Hierzu synthestisieren wir Additive, die in der Lage sind supramolekularer Nanoobjekte unterschiedlicher Gestalt auszubilden. Durch systematische Untersuchungen sollen der Einfluss der Gestalt und Konzentration in den verschiedenen Schäumverfahren beleuchtet werden. Mechanistische Untersuchungen in den einzelnen Prozessschritten werden zu einem detaillierteren Verständnis der Schaumbildung führen und es ermöglichen Struktur-Eigenschafts¬beziehungen im Hinblick auf Gebrauchseigenschaften von Polymerschäumen aufzustellen.

B5

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Oberflächen-kontrollierte Selbst-Anordnung partikulärer Bausteine zur Erzeugung plasmonischer Überstrukturen

Kontakt: Prof. Dr. Andreas Fery, Prof. Dr. Matthias Karg
In der Photovoltaik stellt das Absorptionsverhalten ein zentrales Probleme dar, weil, insbesondere bei Dünnschicht Solarzellen, der maximale Wirkungsgrad durch diesen Faktor limitiert wird. Wir wollen dieses Problem durch einen mesotechnologischen Ansatz lösen, indem wir plasmonische Kern-Schale-Partikel kontrolliert auf Oberflächen so anordnen, dass Kopplungseffekte, welche die optischen Eigenschaften bestimmen, einstellbar werden. Die erzielten Ergebnisse tragen damit sowohl zu einem grundlegenden Verständnis plasmonischer Kopplungseffekte, als auch zur Effizienzverbesserung photovoltaischer Systeme bei.

B7

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Hybridsysteme mit kontrollier­ba­ren Mesostrukturen für die Pho­tovoltaik

Kontakt:

Prof. Dr. Markus Retsch; Prof. Dr. Mukundan Thelakkat


Im Konzept der Polymer-Metalloxid-Nanokompositsolarzellen konnten in der ersten Antragsperiode wichtige Erkenntnisse bezüglich Funktionalisierung der Lochleiterpolymere, Morphologie und Solarzellenpa-rameter gewonnen werden. Auf dem Gebiet der selbstorganisierenden Hybridsysteme konnte die Mikro-phasenseparation von Lochleiterblockcopolymeren für die Anreicherung von Elektronenleiternanopartikel ausgenutzt werden. Diese beiden Konzepte sollen in der nächsten Periode mit plasmonenverstärktem Lichtmanagement und multifunktionalen Elektroden erweitert werden. Weiterhin soll ein tiefes Verständnis der Morphologiebildung und –kontrolle in beiden Systemen erarbeitet werden um effizientere Solarzellen herzustellen.

B8

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Struktur-Eigenschaftskorrelationen und Anwendung von faserförmigen Nanoaggregaten und Nanofasernetzwerken

Kontakt:

Prof. Andreas Fery; Prof. Hans-Werner Schmidt; Prof. Andreas Greiner


Ziel des Projektes ist die Herstellung von selektiven Filtern und mesoskopischen Trägersystemen für funktionelle Nanopartikel. Hierfür sollen neuartige und morphologisch komplexe Mehrkomponenten-Nanofasern aus Polymeren und supramolekularen Trisamidstrukturen hergestellt und in hierarchisch strukturierte Vliese assembliert werden. Mechanische und Wechselwirkungseigenschaften werden sowohl auf Ebene einzelner Fasern als auch auf der Vliesebene charakterisiert, wodurch ein Verständnis der Zusammenhänge zwischen Einzelfaser- und Vlieseigenschaften gewonnen und für die Entwicklung zielgerichteter Designstrategien genutzt werden kann.

B09

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Multikomponent-Nanokomposite mit definierter räumlicher Verteilung

Kontakt: Prof. Dr. Stephan Förster
In diesem Teilprojekt sollen Nanopartikel selektiv ohne Aggregation in verschiedene Domänen oder in die Grenzflächen einer mehrphasigen Polymermatrix eingebracht werden. Selektivität und Kompatibilität soll durch Beschichtung der Nanopartikel mit dem Matrixpolymer in Form eines spherical polymer brush erreicht werden. Im Projekt sollen insbesondere der Einfluss der Nanopartikel auf die Domänenstruktur, Größenausschlusseffekte und die erreichbare Ordnung bei hohen Füllgraden untersucht werden.

B10

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Lyotrope Quasikristalle

Kontakt: Prof. Dr. Stephan Förster
In diesem Teilprojekt sollen die Struktur und das Phasenverhalten lyotrop mizellarer Quasikristalle untersucht werden. Die Bildung lyotroper Quasikristalle wurde im Teilprojekt erstmals beschrieben. Es soll insbesondere die detaillierte Struktur und strukturelle Veränderungen während der Phasenübergänge untersucht werden, um Hinweise auf die Stabilisierungsmechanismen quasikristalliner Phasen zu erhalten. Weiterhin soll im Hinblick auf photonische Anwendungen untersucht werden, ob Quasikristalle auch auf Größenskalen bis in den Bereich der Lichtwellenlänge stabil sind.

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