Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochfeste und defektresistente Gläser

19.01.2016

DFG unterstützt Forschungsschwerpunkt über ultrafeste Gläser für weitere drei Jahre

Moderne Gläser finden sich heute als Schlüsselkomponente in nahezu allen Technologiefeldern – wenngleich oft kaum als solche wahrgenommen.


Der Sprecher des gerade verlängerten Schwerpunktprogramms Prof. Dr.-Ing Lothar Wondraczek (r.) und Doktorand René Limbach in einem Labor der Universität Jena; im Vordergrund ein Atommodell von Glas.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Diese besondere Rolle beruht meist auf der optischen Transparenz sowie der Möglichkeit, Gläser praktisch universell in einer Vielzahl möglicher Formen herzustellen – seien es optische Fasern oder Glasfasern in Verbundwerkstoffen, z. B. für die Flügel von Windkrafträdern, Glasscheiben im Automobil oder in der Architektur, dünne Gläser auf Mobiltelefonen oder größeren berührungsempfindlichen Displays, oder sogar hochflexible Gläser für rollbare Solarmodule.

Das derzeit größte Problem stellt jedoch die leichte Zerbrechlichkeit oder zumindest die Anfälligkeit gegen Beschädigungen, zum Beispiel durch Kratzen oder einfach Herunterfallen, dar.

Diesen Nachteil zu überwinden, ist das Ziel des Schwerpunktprogramms (SPP) 1594 „Topologisches Design ultrafester Gläser“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Das von Prof. Dr. Lothar Wondraczek von der Universität Jena koordinierte Programm hat in seiner ersten Projektphase so relevante Forschungsergebnisse vorlegen können, dass es von der DFG auch in den kommenden drei Jahren gefördert wird.

Etwa fünf Millionen Euro stellt die DFG den bundesweit 20 beteiligten Arbeitsgruppen dafür ab 2016 zur Verfügung. Über eine Million Euro gehen davon an die Jenaer Universität, wo u. a. vier Doktorandenstellen am Otto-Schott-Institut für Materialforschung in den Arbeitsgruppen von Prof. Wondraczek und seiner Kollegin, Junior-Professorin Dr. Delia S. Brauer, gefördert werden.

Ordnung in der Unordnung finden

Seit 2012 wird im Schwerpunktprogramm an der Verbesserung der mechanischen Widerstandsfähigkeit von Glaswerkstoffen gearbeitet. „Aufgrund geringer Widerstandsfähigkeit vor allem gegen Oberflächenschädigungen können die einzigartigen mechanischen Eigenschaften von Glas bisher noch nicht optimal genutzt werden“, erläutert Prof. Wondraczek, der auch Sprecher des SPP-Programmkomitees ist.

„Die große Frage ist also, wie durch eine verbesserte Kenntnis des molekularen Aufbaus von Glaswerkstoffen Strategien entworfen werden können, die Bildung solcher Schädigungen bereits in ihren Anfangsstadien zu vermeiden.“ Im Forschungsnetzwerk werden neben den klassischen anorganischen Oxidgläsern insbesondere metallische Gläser betrachtet.

Das verbindende und gleichzeitig herausfordernde Element liegt in der atomaren Struktur der Gläser, welche im Gegensatz zu kristallinen Materialien keine Ordnung aufweist. Es gilt also, Ordnung in der Unordnung zu finden. So konnten die Jenaer Materialforscher u. a. bereits deutlich defektresistentere Gläser mit einer höheren Kratzfestigkeit entwickeln, die beispielsweise für Touch-Displays geeignet sein könnten, nennt Lothar Wondraczek ein Beispiel aus der ersten Projektphase.

In Zukunft sollen in Jena auch weiterhin vor allem die klassischen Glastypen mit ihrer großen technologischen wie auch wirtschaftlichen Bedeutung weiterentwickelt werden. Wondraczek nennt u. a. ultradünne Gläser mit einer Dicke von weniger als 100 Mikrometer (µm), die rollbar sein sollen und sich etwa in flexiblen Displays verwenden lassen könnten. Auch innovative Flachgläser und Faser-Materialien stehen auf der Wunschliste der Jenaer Forscher. „Das Schwerpunktprogramm mit seinen vielfältigen Maßnahmen ist eine ideale Basis, um die Forschungsziele zu erreichen“, unterstreicht Prof. Wondraczek.

Kontakt:
Prof. Dr.-Ing Lothar Wondraczek
Otto-Schott-Institut für Materialforschung der Universität Jena
Fraunhoferstr. 6
07743 Jena
Tel.: 03641 / 948500
E-Mail: lothar.wondraczek[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.spp1594.uni-jena.de

Axel Burchardt | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik