Neues Herstellungsverfahren für mischbare Nanokomposite

Ein Forschungsteam an der Universität Bayreuth hat ein Verfahren zur Herstellung neuartiger – nämlich vollständig mischbarer – Nanokomposite aus einer Kunststoffmatrix und aus Nanopartikeln mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern entwickelt. Sie können als Füllstoffe in Kunststoffe eingebracht werden.

ernpunkt des neuen Verfahrens ist eine Methode zur Verhinderung einer Agglomeration nach Einarbeitung in eine Kunststoffmatrix und Beibehaltung einer gleichmäßigen Verteilung der Nanopartikel. Zur Lösung dieses Problems wurde eine neue Forschungsidee entwickelt und im Labormaßstab bereits erfolgreich umgesetzt. Ausgangspunkt des Verfahrens sind Polymerketten mit kettenendständigen Haftungsmolekülen, an denen Nanopartikel gebunden werden können, und zwar so, dass sie mit ihrem einen Ende nahezu senkrecht auf der Oberfläche des Partikels stehen, während ihr anderes Ende nach außen absteht. Auf diese Weise erhält jedes Nanopartikel eine aus Polymerketten bestehende Rundum-Beschichtung, die eine Agglomeration in der  Kunststoffmatrix verhindert. Sie bleiben als vereinzelte Partikel erhalten, während die Polymerketten in den Kunststoff eingearbeitet werden.Die Distanz benachbarter Nanopartikel kann während der Herstellung reguliert werden. Von besonderem Interesse sind Halbleiter-Nanopartikel, wie z.B. cadmiumhaltige Verbindungen für den Bau hochleistungsfähiger Solarzellen. Attraktiv scheinen auch Forschungen mit eisenhaltigen Nanopartikeln, die in großer Dichte in eine Kunststoffmatrix eingebracht werden. Dadurch lassen sich möglicherweise auf engstem Raum sehr hohe Kapazitäten für die magnetische Speicherung von Informationen erzielen.
Ziel des laufenden Forschungsvorhabens ist die Herstellung eines breiten Spektrums von Nanokompositen im Labormaßstab und der Ermittlung ihrer Eigenschaftsprofile und Anwendungspotenziale.

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