Neues Herstellungsverfahren für mischbare Nanokomposite Dienstag, 16.08.2011
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.
Bild: Uni Bayreuth - Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von eisenhaltigen Nanopartikeln in einer Polystyrolmatrix mit unterschiedlichem Molekulargewicht.
