Dritte Förderperiode des SFB 986 gestartet: Der Fachbereich Chemie ist mit zwei Projekten beteiligt
19. Januar 2021, von Tobias Vossmeyer
Foto: UHH / Chemie
Der Sonderforschungsbereich 986 „Maßgeschneiderte Multiskalige Materialsysteme - M3“ ist Anfang Januar 2021 in die 3. Förderperiode gestartet. Vorbildern der Natur folgend, werden in diesem Verbundprojekt hierarchisch strukturierte Hochleistungsmaterialien mit maßgeschneiderten physikalischen Eigenschaften entwickelt. Zum Aufbau dieser neuartigen Materialklasse werden funktionalisierte Nanokristalle als Bausteine der untersten Hierarchieebne verwendet. Durch speziell entwickelte Assemblierungsverfahren werden diese Schritt für Schritt zur Bildung der höheren Hierarchieebenen zusammengefügt, sodass schließlich hochstrukturierte Verbundmaterialien entstehen. Die mechanischen, elektrischen und photonischen Eigenschaften dieser Materialien lassen sich durch Variation der Form, Größe, Zusammensetzung und Verknüpfung der Nanokristalle sowie durch Anpassung der Strukturparameter der höheren Hierarchieebenen zielgenau einstellen. Somit sind die im SFB entwickelten Materialsysteme für ein breites Spektrum technologischer Anwendungen von großem Interesse. Hierzu zählen hochbelastbare kratzfeste Beschichtungen, photonische Wärmedämmbeschichtungen, Strukturfarben, künstliche Muskeln und Katalysatoren.
Foto: UHH/Kampferbeck
An der nun begonnenen dritten Förderperiode ist der Fachbereich Chemie mit zwei Forschungsprojekten beteiligt:
Im Teilprojekt A1 werden unter der Leitung von Dr. Tobias Vossmeyer Metalloxid-Nanokristalle unterschiedlicher Formen und Größen synthetisiert. Um diese Nanokristalle für den Aufbau eines hierarchisch strukturierten Hochleistungswerkstoffes zu verbinden, werden ihre Oberflächen mit speziellen funktionellen Gruppen ausgestattet. Durch diese Funktionalisierung lassen sich die Nanokristalle zu einem nanostrukturierten Verbundmaterial der ersten Hierarchieebne in Form dünner Schichten oder kugelförmiger Supercluster zusammenfügen (s. Abbildung).
Im Teilprojekt A2 werden unter der Leitung von Prof. Volker Abetz die zur Nanokristallfunktionalisierung benötigten organischen Verbindungen sowie Polymere, die für den Aufbau der höheren Hierarchiestufen benötigt werden, synthetisiert. Insbesondere sollen thermoreversible Kopplungsreaktionen eine besonders effiziente Verknüpfung der Nanokristalle und der Struktureinheiten höherer Hierarchieebenen ermöglichen. Durch diese Art der chemischen Vernetzung soll darüber hinaus eine thermoplastische Formgebung der hergestellten Werkstoffe gewährleistet werden.
Die weitere Verarbeitung und Charakterisierung der hergestellten Verbundmaterialien erfolgt in enger Kooperation mit anderen Teilprojekten des SFBs, der insgesamt 20 Forschungsprojekte, 3 Zentralprojekte, und ein Integriertes Graduiertenkolleg umfasst. Beteiligte Forschungseinrichtungen sind die Universität Hamburg, die Technische Universität Hamburg, das Helmholtz-Zentrum Geesthacht, und das Deutsche Elektronen-Synchrotron.
Der SFB 986 wird von der Technischen Universität Hamburg koordiniert und seit 2012 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Für die dritte Förderperiode wurden die Teilprojekte A1 und A2 mit einem Budget von 749.690 Euro ausgestattet.