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Kratzfeste Beschichtungen spektroskopisch analysiert
Materialien, die sich zum Beispiel als kratzfeste Beschichtungen fuer Brillenglaeser eignen, werden in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefoerderten Projekt des Lehrstuhls fuer Physikalische Chemie II der Universitaet Wuerzburg untersucht. Es geht darum, die Herstellungsmethode dieser Materialien zu verbessern.
Die in Zusammenarbeit mit dem Wuerzburger Fraunhofer-Institut fuer Silicatforschung untersuchten Materialien heissen ORMOCERe (1). In diese Kunststoffe sind, fein verteilt, die Elemente von Glaesern und Keramiken eingebaut. Chemiker bezeichnen dies als "organisches-anorganisches Hybrid-Polymer". Durch die Kombination von organischen Molekuelen (Elemente, die in der belebten Natur vorkommen) mit anorganischen Materialien (aus der unbelebten Natur, z.B. Siliziumoxid, ein Bestandteil von Sand) bekommen die ORMOCERe bessere Eigenschaften. So koennen sie zum Beispiel bestaendig gegen Saeure gemacht werden - oder eben stabil gegen mechanische Beschaedigung, also kratzfest. Bei der Herstellung sind sie zunaechst fluessig und erhaerten dann, aehnlich wie Zweikomponenten-Kleber. Diesen Vorgang nennt man Sol-Gel-Prozess. Traegt man die Materialien im fluessigen Zustand auf eine Oberflaeche auf, zum Beispiel Glas, und laesst sie dann aushaerten, bekommt man eine kratzfeste Beschichtung. Dies sei aber nur eine moegliche Anwendung fuer ORMOCERe, wie Prof. Dr. Wolfgang Kiefer, Inhaber des Lehrstuhls fuer Physikalische Chemie II, erlaeutert. Die ORMOCERe werden mit Hilfe der sogenannten Raman-Spektroskopie untersucht, die nach ihrem Entdecker, dem indischen Physiker Raman benannt ist. Dabei wird Laserlicht auf die Probe - das noch fluessige ORMOCER - gestrahlt und das gestreute Licht dann analysiert. Die Raman-Spektroskopie bietet gegenueber anderen Untersuchungsmethoden wichtige Vorteile: Fuer eine Messung reichen schon kleinste Substanzmengen aus. Ausserdem werden die Proben durch die Messung nicht veraendert oder zerstoert. Die Ergebnisse der Raman-Spektroskopie liefern Informationen darueber, wie die anorganischen mit den organischen Elementen verknuepft sind. Darueber hinaus kann durch den Einsatz dieser Methode erforscht werden, wie die chemischen Reaktionen bei der Aushaertung der Proben, also waehrend des Sol-Gel-Prozesses, ablaufen. Daraus versprechen sich die beteiligten Forscher Erkenntnisse, wie man die Herstellung der ORMOCERe verbessern kann, um sie fuer neue Gebiete einsetzen zu koennen. Neben den ORMOCERen werden bei dem Projekt auch sogenannte "organisch modifizierte Aerogele" untersucht, und zwar in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl von Prof. Dr. Ulrich Schubert an der Technischen Universitaet Wien. Aerogele sind hochporoese, feste Materialien, die bis zu 99 Prozent aus Luft bestehen koennen und die zum Beispiel in Waermedaemmungen Verwendung finden. Ihre physikalischen Eigenschaften koennen durch den Einbau organischer Molekuele ebenfalls verbessert werden. Auch fuer diese Untersuchungen wird die Raman-Spektroskopie eingesetzt.
(1) ORMOCER: Warenzeichen der Fraunhofer-Gesellschaft zur Foerderung der angewandten Forschung e.V.
Kontakt: Prof. Dr. Wolfgang Kiefer, Telefon (0931) 888-6330, e-mail: wolfgang.kiefer@mail.uni-wuerzburg.de
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Materials sciences, Mathematics, Mechanical engineering, Physics / astronomy
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