Hintergrund und Zielsetzung

Anorganisch/organische Hybridmaterialien sind aufgrund Ihrer besonderen strukturellen und mechanischen Eigenschaften von Interesse für die Materialforschung. Vorbilder für solche Materialien finden sich in der Natur. Das berühmteste Beispiel ist wohl die Muschelschale welche durch ihren besonderen Schichtaufbau aus aufeinander folgendem organischen Biopolymer und Calciumcarbonat eine extrem hohe Bruchfestigkeit aufweist. Die Bruchfestigkeit der Muschelschale ist 3000mal höher als die des Hauptbestandteils Calciumcarbonat. Auch das Schimmern des Perlmutts ist ein interessanter Nebeneffekt des speziellen anorganisch/organischen Schichtaufbaues.

Ziel dieses Projektes ist es, Methoden zu entwickeln um die Prinzipien der natürlichen Hybridwerkstoffe auf Kunststoffe und Lackmaterialien zu übertragen.

Ergebnisse

Es werden Blockcopolymerdispersionen mittels DPE Verfahren synthetisiert. Die Teilchenbildung und das Teilchenwachstum werden mittels Lichtstreuung kontrolliert. Die Funktionalitäten an der Oberfläche dieser Dispersionsteilchen können je nach Wunsch eingestellt werden. Anschließend erfolgt die Mineralisation von Calciumcarbonat oder Bariumsulfat zur Synthese neuartiger Hybrid Nanomaterialien. Diese werden mittels Rasterelektronenmikroskopie und Focused Ion Beam analysiert. So kann z.B.: amorphes Calciumcarbonat mit eingebetteten Dispersionsteilchen erzeugt werden. Weiterhin lassen sich neue, nanoskalige Bariumsulfatplättchen mit integrierten Dispersionsteilchen herstellen.