Sonderforschungsbereich 840

Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie

Thematik und Konzept des SFB 840

Im Bereich der Nanotechnologie ist es in den letzten Jahren gelungen, nanoskalige Baueinheiten mit herausragenden Eigenschaften und hoher Präzision herzustellen. Die Integration dieser Komponenten in funktionale Systembausteine erweist sich aber als sehr kompliziert, aber notwendig, um das enorme Potenzial dieser Komponenten in zukünftigen Materialien zu nutzen.

Der SFB 840 stellt die Verknüpfung molekularer oder nanoskaliger Baueinheiten zu komplexen funktionalen Systembausteinen mit makroskopisch nutzbaren Effekten in den Vordergrund. Die Herausforderung besteht unter anderem darin, die fehlende Schnittstelle zwischen nanoskaligen Baueinheiten und makroskopischen Funktionssystemen zu etablieren. Ein solches funktionales Systemkonzept ist die Mesotechnologie. Sie baut auf ein zielgerichtetes Design nanoskaliger Baueinheiten, welches die kontrollierte Integration in mesoskalige Strukturen erlaubt. Diese ermöglichen das effiziente Zusammenwirken der einzelnen Bausteine in und mit einer umgebenden Matrix oder Oberfläche zu einer gewünschten Funktion. Die Kopplung zwischen den kontrolliert assemblierten Baueinheiten führt zu emergenten, meso-immanenten Materialeigenschaften. Dafür müssen entsprechende Synthese-, Strukturierungs- und Charakterisierungs-methoden, begleitet von Simulation und Theorie, auf allen Längenskalen von der Nanometer- bis zur Makroskala beherrscht werden. Kennzeichnend für diese Mesomaterialien ist eine hierarchische Struktur aus einer Vielzahl chemisch unterschiedlicher Komponenten, deren Wechselwirkung untereinander verstanden und kontrolliert werden muss.

Im SFB werden dazu

• wohldefinierte, funktionale, partikuläre Baueinheiten synthetisiert und auf der Einzelpartikelebene charakterisiert,

• für die Integration in funktionale Systembausteine kopplungsvermittelnde Elemente in die Bausteine implementiert,

• die Selbstorganisation dieser Bausteine zu und in mesoskopische Strukturen erforscht,

• neue Methoden der gezielten Mesostrukturierung entwickelt,

• das kollektive Zusammenwirken der einzelnen Bausteine in Funktionssystemen untersucht

und damit die wissenschaftlichen Grundlagen für die Mesotechnologie geschaffen.

 

Universität Bayreuth -