NanoCones - Magnetfeldunterstützte Ein-Schritt-Elektroabscheidung von Co-Fe-Ni Nanostrukturen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Kerstin Eckert; Dr. Annett Gebert, seit 2/2020; Dr.-Ing. Gerd Mutschke
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 381712986

Der vorliegende Antrag untersucht die Magneto-Elektroabscheidung von maßgeschneiderten konischen Nanostrukturen ferromagnetischer Co-Fe-Ni Legierungen. Aufgrund ihrer Spezifik sind konische Nanostrukturen von hohem Interesse für eine Vielzahl von Anwendungen, z.B. superhydrophobe Beschichtungen, elektrokatalytische und magnetische Materialien. Der Einsatz magnetischer Felder ermöglicht über die beiden Volumenkräfte, Lorentzkraft und magnetische Gradientenkraft, die einzigartige Kontrolle des Massentransports der abzuscheidenden Spezies sowie der Kristallisationsadditive direkt an der Oberfläche der Nanostrukturen. Der Antrag verfolgt die Vision, eine neue und gleichzeitig einfache Route zur Herstellung geordneter, ferromagnetischer Nanostrukturen mit verbesserten elektrokatalytischen Eigenschaften zu entwickeln.Um diese Vision zu erreichen, sind systematische experimentelle und numerische Untersuchungen aller relevanten elektrochemischen und hydrodynamischen Aspekte in der gesamten Hierarchie von Längenskalen vorgesehen, vom mm- bis in den nm-Bereich. Während das deutsche Team die Hydrodynamik der Elektroabscheidung im mm- und Mikrometer-Bereich untersucht, ist das polnische Team für die Charakterisierung der morphologischen und elektrokatalytischen Eigenschaften im nm-Bereich verantwortlich. Komplementäre numerische Untersuchungen erfolgen im deutschen Team. Basierend auf einem verbessertem Verständnis der Physik und des Skalenverhaltens von magnetohydrodynamischer Mikrokonvektion und Stofftransport sowie der detaillierten Charakterisierung der Morphologie und Eigenschaften der im Magnetfeld abgeschiedenen konischen Strukturen werden Modelle und Techniken für die Herstellung geordneter ferromagnetischer Nanostrukturen mit verbesserten elektrokatalytischen Eigenschaften in einem Ein-Schritt-Elektroabscheidungsprozess entwickelt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Dr. Remigiusz Kowalik; Dr. Marek Wojnicki; Professor Dr. Piotr Zabinski
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Margitta Uhlemann, bis 1/2020