Fraunhofer-Gesellschaft

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Kleine Helfer sparen intelligent Energie

Intelligent energy saving with little helpers
 
: Althues, H.; Kaskel, S.

Kunststoffe 98 (2008), Nr.9, S.134-137
ISSN: 0023-5563
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IWS ()
Herstellungsverfahren; lichtemittierende Diode (LED); nanokristalliner Verbundwerkstoff; Partikeldispersion; photochromer Stoff; Polymermatrix; Polymermatrix-Verbundwerkstoff; Solarzelle; Dünnfilm; Polymerfilm

Abstract
Durch das Einarbeiten von Nanopartikeln in eine Polymerschicht entstehen Nanocomposites, die die Eigenschaften des Nanomaterials und der Polymermatrix in sich vereinen. Zur Herstellung von Nanocomposite-Dünnfilmen werden Partikeldispersionen eingesetzt. Die Partikel sind dabei entweder in einem flüssigen Monomer oder in einer Polymerlösung dispergiert. Nach dem Aufbringen der Dispersion erfolgt die Aushärtung im Fall des Monomers durch In-situ-Polymerisation und im Fall der Polymerlösung durch Verdampfen des Lösungsmittels. Um eine gute Dispergierbarkeit der zumeist nasschemisch hergestellten Nanopartikel zu gewährleisten, werden an die Oberflächenchemie der Partikel hohe Anforderungen gestellt. Nanopartikel mit hydrophilen Oberflächen sind für die Einmischung in unpolare Polymere ungeeignet. Eine Hydrophobierung der Partikel geling durch die Zugabe eines Alkylamins. Weitere Herstellungsmethoden für Nanopartikel sind die inverse Mikroemulsion und die Mikroemulsionsmethode, wo die Nanopartikel in unterschiedlichen Phasen (Wasserphase, Ölphase) entstehen. Für die Kombination von Partikeldispersion und Polymerlösung haben sich Mischungen von Lösungsmitteln als besonders günstig erwiesen. Dadurch können Partikel ohne spezielle Anpassung der Oberflächenchemie in einem geeigneten Lösungsmittel dispergiert und mit einem zweiten Lösungsmittel, das für eine gute Löslichkeit des Polymers sorgt, gemischt werden. Für eine schnelle Härtung werden Plasmaquellen eingesetzt, die neuerdings auch ohne Vakuum auskommen. Zu den Anwendungsgebieten gehört die Darstellung von lichtemittierenden Dioden auf der Basis von Polymerdünnfilmen mit lumineszierenden Nanopartikeln und die Herstellung organischer Solarzellen auf der Basis von Polymeren. Photochrome Schichten, die bei Bestrahlung ihre Farbe ändern, wurden aus Phosphor-Wolframsäure in einer Polyacrylmatrix mittels Ultraschallmethode dargestellt. Composites aus ionischen Polymeren und leitfähigen Metallen zeigen schon bei niedrigen Spannungen starke Deformationen und können für aktorische Systeme eingesetzt werden. Zur Verbesserung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften solcher Systeme haben sich Kohlenstoffnanoröhrchen als geeignet erwiesen.
Entnommen aus TEMA

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-84157.html