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Projekt
Kombinierte materialwissenschaftliche und bioinspirierte Generierung maßgeschneiderter Unordnung in funktionellen optischen Materialien
Antragsteller
Professor Dr. Georg von Freymann; Professor Dr. Cordt Zollfrank
Fachliche Zuordnung
Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278639173
Die photonischen Strukturen in den Schuppen weißer Käfer sind ein Paradebeispiel für maßgeschneiderte Unordnung in der Natur: Die Streustärke wurde unter Berücksichtigung des geringen Brechungsindex, des Gewichts, des Volumens und der Stabilität optimiert. Diese Eigenschaften sind jedoch statisch. Aus der Natur ist zudem eine Vielzahl von Systemen bekannt, die sich in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen (z. B. Luftfeuchtigkeit, Temperatur) aufgrund ihrer Materialeigenschaften verändern. Diese Selbstaktuatorik möchten wir in diesem Projekt gezielt einsetzen, um artifizielle optische Materialien zu entwickeln, die ihre Eigenschaften unter äußeren Einflüssen verändern. Als Ausgangspunkt nutzen wir den von uns entwickelten Zellulose basierten Photolack und erweitern ihn auf das verwandte Polysaccharid Chitin. Mittels dreidimensionaler Laserlithographie fertigen wir stark streuende Strukturen, die aus einem von uns entwickelten Modell in Anlehnung an die Strukturen der weißen Käfer abgeleitet werden. Durch Einbettung von z.B. Zellulosepartikeln, die ihr Volumen feuchteabhängig verändern, können wir den Übergang von stark streuend (offene Struktur) zu nahezu transparent (Bereich des Optical Crowding) in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit beobachten. Dies öffnet den Weg zu bio-basierten optischen Materialien, die durch Umgebungseinflüsse gesteuert werden können.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
