Elektrische Leitfähigkeit von Polymerverbundstoffen verbessert

Polymerverbundstoffe sind Werkstoffe, die aus mehreren Materialien bestehen, und werden zum Beispiel zur Abschirmung gegen Elektrostatik in Flugzeugen eingesetzt. Durch Zumischen von Zusätzen kann man bei Polymerverbundstoffen gewünschte Eigenschaften erzielen. So entwickeln sie günstige elektrische Eigenschaften, wenn sie mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen angereichert werden. Diese machen zum Beispiel auch Flachbildschirme oder Solarzellen effizienter.

Die Forscher in Luxemburg haben, in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus den Niederlanden, den elektrischen Durchfluss von Kohlenstoff-Nanoröhrchen untersucht und gezeigt, dass die Perkolationsschwelle – also die Schwelle, ab welcher Leitfähigkeit existiert – wesentlich gesenkt werden kann, wenn man kleine Mengen an leitfähigem Polymerlatex hinzufügt. In Luxemburg wurden die Simulationen durchgeführt, während an der Universität Eindhoven die Experimente stattfanden.

„Die Idee bei diesem Projekt ist, möglichst wenige Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu benutzen und trotzdem von deren positiven Eigenschaften zu profitieren“, erklärt die Leiterin des Projekts an der Universität Luxemburg, Prof. Tanja Schilling, „Dabei haben wir entdeckt, dass wir durch Beimischen einer zweiten Komponente die Wechselwirkungen ausnutzen können, um dieses Ziel zu erreichen.“ Durch das Mischen mit fein verteilten Teilchen, so genannten Kolloiden, entstehen weitreichende, stark verbundene Netzwerke: die Vorausetzung für elektrisch leitfähige Verbundstoffe.

Die Forschungsergebnisse sind aus einer Zusammenarbeit von Wissenschaftlern der Universität Luxemburg, der Technischen Universität Eindhoven und dem Dutch Polymer Insitute entstanden.