Hybride Materialien

Hybridmaterialien werden gezielt durch Selbstanordnung und Selbstorganisation aus Partikeln mit anorganischen Kernen und organischen Hüllen strukturiert.

Laufende Projekte

NanoSpekt

Transparente leitfähige Materialien basierend auf Nanopartikeln

Flexible und druckbare Elektronik erfordert neue Materialien. In diesem Projekt beschäftigen wir uns mit optisch transparenten Materialien für die Elektronik der Zukunft. Das BMBF-geförderte Projekt im Rahmen des NanoMatFutur-Programmes verwendet Nanopartikel mit definierten Formen und Anordnungen in Polymeren, um transparente Elektroden beispielsweise für berührungsempfindliche Bildschirme und Solarzellen zu fertigen. Chemiker, Materialwissenschaftler und ein Ingenieur arbeiten eng zusammen, um neue Materialien zu entwickeln, die mit den wohlbekannten Methoden des Nassbeschichtens und Druckens verarbeitet werden können.

Publikationen:

 
IGLU

Inkjet-Druck von RFID-Antennen auf Papier mit Hybridtinten

Im Projekt NanoSpekt haben wir sinterfreie Hybrid-Tinten entwickelt, mit denen wir elektrische Leiter ohne Sintern auf empfindliche Oberflächen aufbringen können – auch auf Papier und Karton. In diesem Projekt erforschen wir in Kooperation mit der Papiertechnischen Stiftung (PTS), wie man diese Materialien verwenden kann, um RFID-Antennen für die berührungslose Identifikation von Verpackungen direkt auf Karton zu drucken.
Papier und Karton sind sehr wichtige, aber auch anspruchsvolle Substrate: Ihre Oberfläche ist porös, und beim Drucken dringt die Tinte ein, so dass die elektrische Leitung erschwert wird. Außerdem beginnt sich Papier zu wellen, wenn es zu stark erhitzt wird, und Kartons werden gefaltet, wodurch leitfähige Strukturen leicht beschädigt werden können. Deshalb untersuchen wir in dieser AiF-geförderten Kooperation, wie man die Verbindung zwischen Karton und Tinte stark genug gestalten kann – und wie man damit zusätzliche Funktionen in Schachteln einbauen kann, am besten direkt beim Hersteller.

HYBDI

Hybride Dielektrische Schichten

Für gedruckte Elektronik sind neben leitfähigen Schichten auch dielektrische Schichten, z.B. für Kondensatorelemente, notwendig. Reine Polymerschichten weisen eine begrenzte Polarisationsfähigkeit im elektrischen Feld und somit eine relativ geringe dielektrische Konstante auf. Wir untersuchen hybride Schichten aus Gold-Nanopartikeln, die durch isolierende Liganden voneinander getrennt sind. Hier soll zum einen die Polarisationsfähigkeit des Hybridsmaterials und die dielektrische Konstante der Schicht durch die metallischen Partikel erhöht werden, zum andern ein Ladungstransport zwischen den Nanopartikeln und das Versagen der dielektrischen Schicht verhindert werden.

Abgeschlossene Projekte

HOP-X

Hybride Partikel-Polymer-Röntgenbildplatten

Digitale Bildplatten für medizinisches Röntgen basieren auf Keramiken. Dieses Projekt entwickelt unterstützt vom BMBF Röntgenbildplatten, die auf einem neuen Material aus leitfähigen Polymeren und anorganischen Partikeln bestehen. Die Partikel absorbieren und wandeln Röntgenphotonen um, die leitfähigen Polymere transportieren die entstehende Ladung zu Elektroden. Der Programmbereich Strukturbildung beschäftigt sich im Projekt hauptsächlich mit der Analyse der Kompositstrukturen aus Partikeln und Polymeren, der Entstehung der Struktur bei der Herstellung und ihren Effekten auf die Leistungsfähigkeit der Bildplatten.

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Bioinspirierte & nachhaltige Strukturen
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Analytik
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Team
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Kontakt

Prof. Dr. Tobias Kraus
Tel.: +49 681 9300-389
tobias.kraus(at)uni-saarland.de

 Research Webpage:
Leibniz-INM

 

Sekretariat

Gabriele Koster
Tel.: +49 681 9300-274
gabriele.koster(at)leibniz-inm.de