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Projekt
SPP 1181: Nanoskalige anorganische Materialien durch molekulares Design: Neue Werkstoffe für zukunftsweisende Technologien
Fachliche Zuordnung
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Förderung
Förderung von 2005 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 12550070
Ziel des Schwerpunktprogramms ist es, Konzepte zur Herstellung neuartiger multifunktionaler anorganischer Materialien mit maßgeschneidertem nanoskaligem Aufbau zu entwickeln. Aufgrund der industriellen Anforderungen an zukünftige Technologien werden neue Materialeigenschaften notwendig, die weit über die der heute bekannten Werkstoffe hinausgehen und die nur durch Design des Werkstoffaufbaus auf nanoskaliger Ebene erreicht werden können. Darüber hinaus fordert die zunehmende Miniaturisierung von Bauteilen neue Verarbeitungstechnologien, die eine zuverlässige Herstellung der Materialien im Mikrometerbereich und darunter erlauben. Es sollen insbesondere anorganisch-organische Hybridmaterialien sowie amorphe und polykristalline Keramiken als Materialklassen genutzt und über molekulare Vernetzungsrouten in unterschiedlichen Kondensationszuständen hergestellt werden.
Über die so genannte bottom-up -Strategie sollen spezifische anorganische Moleküle als molekulare Bausteine ( Nanotools ) über Kondensations- und Polymerisationsvorgänge zu höheren molekularen Netzwerken und Festkörperstrukturen geordnet werden. Auf diese Weise sollen organische Komponenten mit anorganischen Strukturen verknüpft werden, wodurch Materialien entstehen, die durch thermodynamisch kontrollierte chemische Synthesen nicht zugänglich sind. Im Zentrum der Untersuchungen steht deshalb die Entwicklung von Feststoffen aus molekularen Einheiten durch kinetisch kontrollierte Syntheseverfahren im Bereich der Schnittstelle zwischen Molekül- und Festkörperchemie, um Feststoffeigenschaften gezielt einzustellen. Das übergeordnete Ziel des Schwerpunktprogramms ist daher, die bottom-up -Strategie im Hinblick auf die Synthese und Erforschung neuartiger Materialien systematisch zu studieren, um die technologischen Grundlagen für die Entwicklung dieser neuen Werkstoffe und deren potenziellen Einsatz zu erarbeiten.
Mögliche Anwendungsgebiete der molekular hergestellten nanoskaligen Materialien liegen in den Bereichen der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts wie der Transportsysteme, der Informationstechnologie, der Energiesysteme sowie der Umwelt- und Mikro- bzw. Nanosystemtechnik. Im Zentrum des Interesses stehen detaillierte Untersuchungen zur Korrelation zwischen dem Aufbau der molekularen Vorstufen sowie der Nanostruktur der daraus abgeleiteten Werkstoffe und deren Materialeigenschaften.
Über die so genannte bottom-up -Strategie sollen spezifische anorganische Moleküle als molekulare Bausteine ( Nanotools ) über Kondensations- und Polymerisationsvorgänge zu höheren molekularen Netzwerken und Festkörperstrukturen geordnet werden. Auf diese Weise sollen organische Komponenten mit anorganischen Strukturen verknüpft werden, wodurch Materialien entstehen, die durch thermodynamisch kontrollierte chemische Synthesen nicht zugänglich sind. Im Zentrum der Untersuchungen steht deshalb die Entwicklung von Feststoffen aus molekularen Einheiten durch kinetisch kontrollierte Syntheseverfahren im Bereich der Schnittstelle zwischen Molekül- und Festkörperchemie, um Feststoffeigenschaften gezielt einzustellen. Das übergeordnete Ziel des Schwerpunktprogramms ist daher, die bottom-up -Strategie im Hinblick auf die Synthese und Erforschung neuartiger Materialien systematisch zu studieren, um die technologischen Grundlagen für die Entwicklung dieser neuen Werkstoffe und deren potenziellen Einsatz zu erarbeiten.
Mögliche Anwendungsgebiete der molekular hergestellten nanoskaligen Materialien liegen in den Bereichen der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts wie der Transportsysteme, der Informationstechnologie, der Energiesysteme sowie der Umwelt- und Mikro- bzw. Nanosystemtechnik. Im Zentrum des Interesses stehen detaillierte Untersuchungen zur Korrelation zwischen dem Aufbau der molekularen Vorstufen sowie der Nanostruktur der daraus abgeleiteten Werkstoffe und deren Materialeigenschaften.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Österreich
Projekte
- Anorganisch-organische Hybridfilme mit integrierter Funktion (Antragsteller Gutmann, Jochen ; Müller-Buschbaum, Peter )
- Entwicklung neuer Precursorkeramiken auf Basis metallmodifizierter Polysilazane mit hohem Anwendungspotenzial in Adsorption und Katalyse (Antragsteller Kempe, Rhett ; Motz, Günter )
- Herstellung mikroporöser anorganischer Hohlfasern mit maßgeschneidertem Aufbau aus anorganisch-organischen Hybridpolymer-Vorstufen (Antragsteller Haas, Karl-Heinz )
- Hochaufgelöste Analytische Transmissionselektronenmikroskopie zur Aufklärung der Herstellungs-Struktur-Eigenschaftsbeziehung von nanoporösen anorganischen Materialien (Antragstellerin Kaiser, Ute )
- Hybridstrukturen aus Phosphoolivinen des Typs LiMPO4 mit C-Nanofilamenten für Li-Ionen-Batterien: Präparation, Eigenschaften und Anwendungspotentiale (Antragsteller Ehrenberg, Helmut ; Jaegermann, Wolfram ; Schneider, Jörg J. )
- Katalytisch aktive SiC-Nanokomposite aus molekularen Vorstufen - Synthese, Charakterisierung und katalytische Tests (Antragsteller Herrmann, Mathias ; Kaskel, Stefan )
- Keramische Temperatur- und Drucksensoren auf Basis molekular abgeleiteter, im Spritzgießverfahren geformter SiOC-Keramik (Antragsteller Riedel, Ralf )
- Keramische Temperatur- und Drucksensoren auf der Basis molekular abgeleiteter nano/mikrostrukturierter SiOC-Keramik (Antragsteller Oberacker, Rainer ; Riedel, Ralf )
- Komposit-Materialien aus molekularen Precursoren über Tandem CVD und Sol-Gel Techniken (Antragsteller Veith, Michael )
- Koordinierungsaufgaben im SPP 1181 (Antragsteller Riedel, Ralf )
- Kovalent aufgebaute Hybridmaterialien aus Oligophenothiazinen und mesoporösem Silica: Neuartige nanaoskalige Feststoffe für Sensoren, Elektronik und Photonik (Antragsteller Müller, Thomas J. J. ; Thiel, Werner R. )
- Modellierung und Simulation nanoskalige Prezipitate in amorphen Matrices (Antragsteller Kroll, Peter )
- Molekulares Design von Nanohybridmembranen für Brennstoffzell-Anwendungen (Antragsteller Frauenheim, Thomas ; Wark, Michael )
- Nanostrukturierte, mesoporöse Au/MeOx Katalysatoren für Tieftemperatur-Oxidation- und Reduktion (Antragsteller Behm, Rolf Jürgen )
- Neuartige CSD-Prozessrouten mit mizellaren Hybridlösungen zur Deposition dielektrischer Schichten mit maßgeschneiderter, nanoskaliger Heterogenität (Antragsteller Schneller, Theodor )
- Polymer-abgeleitete keramische SiCO/HfO2 und SiCN/HfO2 Nanokomposite für Ultrahochtemperaturanwendungen (Antragsteller Ionescu, Emanuel ; Kleebe, Hans-Joachim )
- Rheologie, Fließ- und Packungsverhalten von mizellaren Hybrid-Suspensionen (Antragsteller Roosen, Andreas )
- Si-O-C-Pyrolyse-Keramiken: Strukturen, Eigenschaften und Optimierung der Bildungsprozessse durch molekulares Design von anorganisch/organischen Precursoren (Antragsteller Oberacker, Rainer )
- Strukturierte Nanomaterialien aus Nanokompartments (Antragstellerin Landfester, Katharina )
- Strukturierte Nanopartikel über kooperative Selbstorganisations- und Sol-Gel-Prozesse (Antragstellerin Hüsing, Nicola )
- Studien zur elektrochemischen Energiespeicherung in nanoskaligen anorganischen Materialien (Antragstellerin Wohlfahrt-Mehrens, Margret )
- Studien zur elektrochemischen Energiespeicherung in nanoskaligen anorganischen Materialien (Antragstellerin Wohlfahrt-Mehrens, Margret )
- (Super)harte Nanokomposite (Antragsteller Kroke, Edwin ; Rafaja, David )
- Synthese und Charakterisierung kolloidaler Suspensionen über mizellare Lösungen zur Abscheidung nanoskalig heterogener dielektrischer Schichten (Antragsteller Pithan, Christian )
- Synthesis and property characterization of precursor-derived ceramics reinforced by functionalized single-wall carbon nanotubes (Antragsteller Bill, Joachim ; Burghard, Marko Klaus )
- Werkstoff- und Technologieentwicklung zur Herstellung von Komponenten für die Mikrosystemtechnik mit nanostrukturertem Gefüge (Antragsteller Wilden, Johannes )
Sprecher
Professor Ralf Riedel
stellvertr. Sprecher
Professor Dr.-Ing. Peter Greil
