Durch Kombinatorik unterstützte Entwicklung neuer Precursorkeramiken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Günter Ziegler
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5259766

Übergeordnetes Ziel des Antrages ist die Verknüpfung von präparativer Chemie, Analytik, Materialwissenschaft und Methodik der Mathematik, um aus molekularen Bausteinen präkeramische Polymere und daraus Keramiken mit einem bestimmten Eigenschaftsprofil herzustellen. Auf herkömmlichen Wegen ist bislang ein enormer Forschungsaufwand nötig, um aus der Vielzahl potentieller Ausgangsverbindungen und den möglichen Reaktionsmechanismen zu einem, auch im Hinblick auf die späteren Anwendungen, optimierten Precursor zu gelangen. Hier bietet die Informationstechnologie Möglichkeiten zu einer wesentlich effektiveren Gestaltung der bisherigen Syntheseabläufe. Erste Ansätze gibt es auf seiten der kombinatorischen Chemie im Bereich der kombinatorischpharmakologischen Wirkstoff-Forschung, wo mit Hilfe von Generatoren, neuronalen Netzwerken und statistischen Methoden eine effektivere Syntheseplanung ermöglicht wird. Diese informationstechnologischen Erfahrungen sollen im Rahmen dieses Projektes durch entsprechende Anpassung der Software auf materialwissenschaftliche Probleme übertragen werden. Verbunden mit der schrittweisen Verknüpfung kleiner Moleküle über verschiedene Synthesewege zu Oligomeren und Polymeren sowie deren Weiterverarbeitung zu keramischen Materialien sollen sämtliche Vernetzungs- und Keramisierungsschritte mittels vielfältiger analytischer Methoden (reales Data Mining) charakterisiert werden. Das mit Hilfe der Analytik gewonnene Verständnis der Reaktionsabläufe von der Verknüpfung der Monomeren bis letztlich zu Kristallisationsvorgängen in der keramischen Matrix soll sukzessive zur Ergänzung und Optimierung der Simulationsprogramme genutzt werden. Mit Hilfe dieser Programme und der Verwendung der kombinatorischen Chemie wird dann wiederum Einfluß auf die einzelnen Syntheseschritte genommen. Die Synthese der Precursoren soll aber auch im Hinblick darauf erfolgen, ihre Herstellung später in einen größeren Maßstab zu übertragen, um sie für Anwendungen, wie beispielsweise Beschichtungen oder Infiltrationen, nutzen zu können. Besonders wird die Eignung der Precursoren für Beschichtungen untersucht, da die im Projekt durchzuführenden Synthesen von Silazanen mit metallorganischen Verbindungen die Herstellung neuartiger, speziell funktionalisierbarer polymerer oder keramikartiger Schichten für verschiedene technische Anwendungen ermöglichen sollte. An der Universität Bayreuth bietet sich die hervorragende Möglichkeit, durch Zusammenarbeit dreier Institutionen, des Instituts für Materialforschung, dem Lehrstuhl für Anorganische Chemie II und dem Lehrstuhl II für Mathematik, den Weg vom Molekül zum Material bis zu speziellen Anwendungen Schritt für Schritt zu begleiten, wobei die Ergebnisse der Analytik direkt in die Simulationen und Auswertungen einfließen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Günter Motz; Dr. Jürgen Weidinger