Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektrisch leitfähige Verbundgläser

12.04.2012
Im Rahmen einer Projektstudie von INNOVENT wurden Untersuchungen zur Erzeugung transparent-leitfähiger Polymermaterialien durchgeführt.
Hintergrund dabei waren Fensterbauanwendungen sowohl im Architektur- als auch im Fahrzeugbereich. Frontscheiben von Fahrzeugen sind aus Sicherheitsgründen immer ein Verbundsicherheitsglas (VSG), hergestellt aus zwei mit einer reißfesten Laminierfolie verklebten Glasscheiben. Die Folie besteht dabei in fast allen Fällen aus Polyvinylbutyral (PVB). Aber auch im Fassadeneinsatz werden derartige VSG-Scheiben verbaut.

Viele Gläser werden heutzutage mit einem Schichtsystem ausgestattet, welches eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, die ausreichend ist, um elektromagnetische Strahlung im Radio- und Mikrowellenbereich abzuschirmen bzw. IR-Strahlung zu reflektieren. Damit werden Wärmeschutzverglasungen realisiert oder Spezialverglasungen zum Schutz vor Mikrowellenstrahlung (z.B. Radar). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch wenige Nanometer dicke Silberschichten oder transparent-leitfähige Oxidschichten (TCO), z.B. Indium-Zinnoxid (ITO), erreicht. Die Abscheidung dieser Schichten ist vergleichsweise teuer und die Anfälligkeit der dünnen Schichten hoch, so dass komplexe Schutzschichtsysteme erforderlich sind.

Im Fahrzeugbau besteht der Wunsch nach beheizbaren Scheiben. Hierzu wird eine bestimmte elektrische Leistung benötigt, die über leitfähige Nanoschichten nicht oder nur zu einem hohen Preis realisierbar sind. Bislang werden dünnste Drahtsysteme in die Frontscheiben einlaminiert, aber auch dies ist teuer und anfällig.

Mit der Idee, das ohnehin für VSG erforderliche PVB derart zu modifizieren, dass es elektrisch leitfähig wird und dennoch eine hinreichende Transmission besitzt, ergäbe sich eine preiswerte und gut in bestehende Glas¬ver-arbeitungsprozesse integrierbare Lösung (Schutzrecht EP 1 818 357 B1).

Im Kern besteht der Lösungsansatz darin, dass Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) in die Polymermatrix eingebracht werden. Diese sind mit einem Aspektverhältnis von über 1:1000 (Durchmesser zu Länge) und einer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit potenziell geeignet, selbst in geringen Konzentrationen eine gute Leitfähigkeit des damit versetzten Polymers zu ermöglichen, ohne die Transparenz des Materials extrem zu verschlechtern.

Damit dies klappt, ist eine extrem homogene Verteilung und Ausrichtung der Nanoröhrchen erforderlich, ebenso deren hohe Reinheit und Formeinheitlichkeit.

Eine Voraussetzung für die Homogenisierung ist die gute Dispergierung mit dem PVB, welches zunächst entweder als Pulver, Schmelze oder Lösung vorliegt. Diese wird durch eine spezielle Oberflächenmodifikation der CNT erreicht (Schutzrechtsanmeldung EP 2 241 593 A1), mit der funktionelle Gruppen an den Wänden und Enden der CNT verankert werden, die ihrerseits eine gute Anbindung an das polymere Matrixmaterial gestatten, gleichzeitig aber verhindern, dass die CNT untereinander zusammenbacken außer an ihren Enden.

Dadurch wird die Gleichverteilung der CNT im PVB unterstützt bzw. deren Agglomeration in den Verarbeitungsprozessen vermindert und dafür gesorgt, dass die die einzelnen CNT sich über deren Enden miteinander verbinden als Voraussetzung für eine gute Leitfähigkeit.

Im Rahmen der Untersuchungen konnten bei CNT-Konzentrationen von 0,1 Massen% Transmissionswerte von bis zu 88 % für die beladenen Filme erzielt werden. Die elektrische Leitfähigkeit der extrudierten Folien lag allerdings bei nur im Bereich von einigen nS/m (gegenüber

Dennoch zeigen die bisherigen Untersuchungen, dass durch die gezielte Modifikation der CNT sowie verbesserte Dispergierverfahren ein noch nicht erschlossenes Potenzial für die weitere Steigerung und Stabilisierung der elektrischen Leitfähigkeit möglich ist. Hierfür werden innovationsfreudige, risikobereite Partner aus der Wirtschaft gesucht, um gemeinsam diesen Schritt zu realisieren.

Kontakt:
Dr. Bernd Grünler
Geschäftsführender Direktor INNOVENT e.V.,
Bereichsleiter Oberflächentechnik, bg@innovent-jena.de

Andrea Gerlach | idw
Weitere Informationen:
http://www.innovent-jena.de

Weitere Berichte zu: CNT Folie Frontscheiben INNOVENT Leitfähigkeit PVB VSG Verbundgläser hydrophile Enden

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Ein Korsett für schwache Stützen aus Beton
12.10.2017 | Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

nachricht Raumwunder im Hinterhof
12.10.2017 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise