Additive Fertigung kombiniert mit kolloidaler Assemblierung
Laufzeit: 2020–2024 (im Rahmen des SFB 986)
Fördermittelgeber: DFG
Dieses Projekt konzentriert sich auf die Herstellung multiskaliger und multiphasiger photonischer Strukturen durch die Kombination additiver Fertigungsverfahren mit kolloidaler Assemblierung (AMCA) und Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, ALD).
Der AMCA-Prozess verbindet die Prinzipien der kolloidalen Selbstorganisation mit der Skalierbarkeit und Formflexibilität des Direct Writing, um sowohl die 3D-Geometrie im Größenbereich von Zentimetern bis Mikrometern als auch die Partikelorganisation im Mikro- bis Nanometerbereich gezielt zu steuern. Dadurch werden die optischen Eigenschaften nanoskaliger und mikroskaliger Bausteine in makroskopische multiskalige 3D-photonische Strukturen integriert.
Der ALD-Prozess ermöglicht gleichzeitig eine präzise Kontrolle der chemischen Zusammensetzung und Schichtdicke im atomaren bis subnanometrischen Bereich sowie die Entwicklung maßgeschneiderter atomar gemischter und nanostrukturierter Systeme.
Das Hauptziel des Projekts ist die Herstellung keramischer photonischer Strukturen für strukturelle Farben und reflektierende Wärmedämmbeschichtungen (rTBC) auf ebenen und gekrümmten Substraten, wobei die Ordnung der Bausteine lokal kontrolliert wird.
Der neuartige Fertigungsansatz, der AMCA und ALD kombiniert, ist zudem für weitere technologische Bereiche relevant, darunter Katalyse, Sensorik sowie Energiespeicherung und Energieerzeugung.
Fortschrittliche nanostrukturierte Materialien zur nachhaltigen Schadstoffminderung
Laufzeit: 2022–2023
Fördermittelgeber: DAAD-CAPES
Diese internationale Forschungskooperation verfolgt das Ziel, Herausforderungen im Zusammenhang mit der Auslaugung von Nanopartikeln während des Betriebs katalytischer Systeme zur Schadstoffminderung zu lösen.
Entwicklung katalytischer Materialsysteme für die kontinuierliche Produktion von grünem Wasserstoff
Laufzeit: 2023
Fördermittelgeber: DAAD-GIZ
Dieses bilaterale Projekt untersucht potenzielle Lösungsansätze aus materialwissenschaftlicher und chemisch-verfahrenstechnischer Perspektive, um die Herausforderungen einer nachhaltigen und effizienten Wasserstoffproduktion zu bewältigen. Ziel ist es, die Umsetzung von grünem Wasserstoff als nachhaltige Energiequelle in unserer Gesellschaft zu fördern.
In-situ-Charakterisierung von Phasenübergängen in Nanostrukturen
Laufzeit: 2023
Fördermittelgeber: ZHM
Dieses Projekt zielt auf den Aufbau eines Verfahrens zur In-situ-Charakterisierung von Phasenübergängen bei hohen Temperaturen und unter kontrollierter Atmosphäre mittels hochauflösender, schneller In-situ-Röntgenbeugung ab. Dadurch soll ein grundlegendes Verständnis der Phasenübergänge und Reaktionen während der Verarbeitung nanopöser Metalle und von Aerographit erreicht werden.