Wärmeleitfähigkeit von nanostrukturiertren Polymer Filmen

• Antragsteller: Dr. Martin Kreuzer
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und Theoretische Polymerphysik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255206430

Die Freisetzung und Absorption von Energie, gefolgt von Änderungen in Temperatur oder lokalen Energie, ist von grundlegender Bedeutung für alle technologischen Anwendungen. Leicht handhabbare, kostengünstige und umweltfreundliche Materialien für Wärmemanagement werden für zahlreiche Anwendungen in der Nanotechnologie, Telekommunikation und Energiegewinnung benötigt. Polymere erfüllen diese Kriterien und ermöglichen dadurch die Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungen in den genannten Bereichen. Insbesondere die große Bandbreite von erreichbaren Wärmeleitfähigkeiten von Polymeren von 0,1 bis 104 W m-1 K-1, vor allem abhängig von ihrer Ausrichtung, machen sie zu einem vielversprechenden Material für Wärmemanagement. Das Ziel des vorliegenden Projektes ist die Untersuchung der thermischen Eigenschaften von Block-Copolymer (BCPs) Dünnschichten in Bezug auf Polymer Ausrichtung und Struktur. Die Phasentrennung von BCPs macht eine präzise Ausrichtung auf der Nano-Skala möglich. Eine gesteuerte Ausrichtung wird durch Nano-Imprint-Lithographie erreicht werden, welche komplexere Nanostrukturen hervorbringt. Des Weiteren werden die Polymer Dünnschichten durch metallische Nanopartikel funktionailsiert. Die BCP Filme haben das Potential für kontrollierte und gerichtete anisotrope Wärmeleiteigenschaften. Nach unserem Wissen wurden Studien über strukturierte und funktionalisierte Polymer dünne Filme noch nicht veröffentlicht und sind das Ziel dieses Projekts.Die Strukturen der Polymer-Dünnschichten werden lokal durch Elektronen-und Rasterkraftmikroskopie Techniquen analysiert. Des Weiteren werden durch Streuexperimente (Röntgen Reflektivität und GISAXS) globale Informationen über Periodizität, Fehlerhaftigkeit und Elektronendichte erlangt werden. Wärmeübertragung in den dünnen Filmen wird parallel und senkrecht zur Grenzfläche mit verschiedenen Methoden vermessen welche auf dem neuesten Stand der Wissenschaft sind. Die Kombination aus strukturellen und thermischen Eigenschaften ist besonders wichtig auf der Nano-Skala, da hier die Grundlagen für das Verständnis von Energie-Transfer-Prozesse liegen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Spanien
• Gastgeberin: Professorin Dr. Clivia Marfa Sotomayor Torres