Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Große Effekte mit winzigen Teilchen

07.12.2007
Innovationspreis an Dr. Petra Pötschke für die Entwicklung von Kunstoffverbunden mit Kohlenstoff-Nanoröhren

Gewinnerin des von der Dresdner Bank AG in Dresden geförderten Innovationspreises des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) und des Vereins zur Förderung des IPF ist in diesem Jahr Frau Dr. Petra Pötschke. Mit dem Preis werden ihre wegbereitenden Entwicklungen zur Erschließung der Anwendungsmöglichkeiten von Kohlenstoff-Nanoröhrchen zur Eigenschaftsoptimierung von Kunststoffen gewürdigt. Nach Ansicht der Jury ist man einer Nutzung des enormen Potentials der 1991 entdeckten Kohlenstoff-Nanoröhrchen durch die Arbeiten von Frau Dr. Pötschke einen bedeutenden Schritt näher gekommen.

Die Forschungsarbeiten wurden dabei stets zielstrebig in Richtung der industriellen Endanwendung der verschiedensten Materialsysteme vorangetrieben und folgten damit in vorbildlicher Weise der Philosophie und Aufgabenstellung der Leibniz-Gemeinschaft.

Seit ihrer Entdeckung faszinieren die nur wenige Nanometer dicken Nanoröhren mit Wänden aus wabenartig angeordneten Kohlenstoffatomen die weltweite Wissenschaftsgemeinde. Ihr einzigartiges Eigenschaftsspektrum macht sie zu einem der erstaunlichsten Materialien unserer Zeit. An einzelnen Nanoröhren gemessene Festigkeiten und Wärmeleitfähigkeiten werden derzeit von keinem anderen Material erreicht. Dem unscheinbaren schwarzen Pulver, als das die Nanoröhren nach ihrer Herstellung vorliegen, sieht man die fantastischen Eigenschaften der einzelnen Röhren nicht an, und diese tatsächlich für verbesserte Materialeigenschaften von Bauteilen nutzbar zu machen, ist eine der großen Herausforderungen für die Werkstoffforscher. Eines der wichtigsten Konzepte zum Erreichen dieser Zielsetzung ist derzeit die Einarbeitung der Nanoröhren in Kunststoffe.

... mehr zu:
»IPF »Kunststoff »Leitfähigkeit

Die Arbeiten von Frau Dr. Pötschke liefern dabei eine Vielzahl neuer Erkenntnisse und Hinweise, insbesondere mit Hinblick auf die erfolgversprechende Entwicklung leitfähiger und zugleich bruchfester und zäher Kunststoffe. Das Marktpotenzial für solche Werkstoffe ist insbesondere im Hinblick auf die unzureichenden Eigenschaften der derzeit verfügbaren leitfähigen Kunststoffe mit Rußfüllung enorm. Durch die weitgehend kugelige Form der Rußpartikel werden in den heute marktüblichen Systemen sehr hohe Füllstoffgehalte (zwischen 8 bis 12 %) benötigt, um dem Strom durchgehende Pfade innerhalb der isolierenden Kunststoffmatrix zu bieten. Diese beeinträchtigen dessen Oberflächenqualität und das Verarbeitungsverhalten und führen zudem zur Versprödung des Kunststoffs. Die hohe elektrische Leitfähigkeit der Nanoröhren und ihre im Vergleich zum Durchmesser riesige Länge, die in etwa mit einem 50 Meter langen Gartenschlauch verglichen werden kann, ermöglichen hingegen die Entwicklung von Kunststoffen, die durch Zumischung äußerst geringer Mengen Nanoröhren elektrisch leitfähig werden. Zentrale Herausforderung ist dabei stets, die zunächst stark verklumpten Nanoröhren durch geschickte Anpassung der Prozessbedingungen und Maschinentechnik bei der Verarbeitung mit dem thermoplastischen (schmelzbaren) Kunststoff zu vereinzeln und zu Strukturen anzuordnen, die das Bauteil netzartig durchziehen. Basierend auf den Erfahrungen und Forschungsarbeiten der letzten Jahre gelang es Frau Dr. Pötschke beispielsweise, ein leitfähiges Verbundmaterial durch Zusatz von 5 Gramm Nanotubes auf 1 Kilogramm isolierenden Kunststoff herstellen.

Die mechanischen Eigenschaften wurden dabei im Gegensatz zu den handelsüblichen Systemen nicht nur nicht beeinträchtigt, sondern durch die homogene Verteilung der Nanoröhren im Kunststoff zusätzlich verbessert. Mit der Verwendung von kommerziell verfügbaren Kunststoffen und großtechnisch üblichen Verarbeitungsverfahren wie Extrusion oder Spritzguss konnte Frau Dr. Pötschke die Entwicklung in kurzer Zeit von Voruntersuchungen mit Kleinstmengenmischaggregaten bis zu einem vorindustriellen Maßstab vorantreiben.

Industriepartnern kann auf Basis der vorliegenden Ergebnisse eine relativ einfach überführbare Technologie zur Herstellung von innovativen Werkstoffen angeboten werden. Zahlreiche inzwischen in Bearbeitung befindliche Projekte mit Beteiligung von Industriepartnern belegen das Anwendungspotential und das Vertrauen der Industrie in die Zukunftsträchtigkeit und Wettbewerbsfähigkeit von Produkten auf Basis der Entwicklung.

Der dramatische Anstieg der Ölpreise und der daran gekoppelten Kosten für Benzin und Diesel untermauern die Relevanz der aktuellen Forschungsarbeiten von Frau Dr. Pötschke für die Automobilindustrie: Mit Nanoröhren modifizierte thermoplastische Kunststoffbauteile sind sehr viel leichter als die bisher verwendeten Stahlbleche und eignen sich für Kotflügel und andere flächige Karosseriebauteile. Schlüssel für die reibungslose Integration in den Fahrzeug-Produktionsprozess ist dabei die Eigenschaftskombination aus elektrischer Leitfähigkeit, verbesserter Mechanik, exzellenter Oberflächenqualität und elektrostatischer Lackierbarkeit der neuartigen Kunststoffe. Bei einem günstigen Verlauf der weiteren Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie einer weiteren Reduzierung der Kosten für kommerzielle Carbon Nanotubes werden vielleicht in naher Zukunft erste PKW-Kotflügel aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Kunststoffverbunden hergestellt. Die damit verbundene Gewichtsreduzierung moderner PKWs könnte weltweit insbesondere im Stadtverkehr einen beachtenswerten Beitrag zu Ökoeffizienz und Klimaschutz leisten.

Die Preisverleihung findet am 7. Dezember 2007, 12 Uhr bis 13.30 Uhr im Rahmen des Symposiums "Engineering Life" im Steigenberger Hotel de Saxe am Dresdner Neumarkt statt.

Kerstin Wustrack | idw
Weitere Informationen:
http://www.ipfdd.de

Weitere Berichte zu: IPF Kunststoff Leitfähigkeit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht 1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg
29.05.2017 | Universität Hamburg

nachricht Auszeichnung der ESA BIC Startup-Challenge während der INNOspace Masters Konferenz in Berlin
24.05.2017 | Anwendungszentrum GmbH Oberpfaffenhofen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise