Pohl, Svenja

► Forschungsgebiet

Synthese und Charakterisierung reversibel aufschmelzbarer Siloxan-Hybridmaterialien (Melting Gele)

Der Sol-Gel Prozess stellt eine Methode dar, um Festkörper mit unterschiedlicher Zusammensetzung unter milden Bedingungen herzustellen. Vor allem anorganisch-organische Hybridmaterialien eröffnen durch die Kombination unterschiedlichster Funktionen in einem Material ein breites Portfolio von Anwendungen im Bereich der Optik, Elektronik und für Beschichtungen verschiedenster Art. Unter herkömmlichen Bedingungen entsteht am Ende des Prozesses ein unlösliches, nicht mehr verarbeitbares Material. In der Vergangenheit konnte gezeigt werden, dass mittels kontrollierter Bedingungen unter Kenntnis der Reaktivität der einzelnen Komponenten auch so genannte Melting Gele hergestellt werden können. Es handelt sich dabei um Siloxan-basierte anorganisch-organische Hybridmaterialien, die bei Raumtemperatur hart sind und bei Temperaturen über 110 °C reversible aufschmelzen. Sie verhalten sich dabei wie Thermoplaste. Ein Konsolidierungsprozess bei höheren Temperaturen führt zum irreversiblen Aushärten dieser Materialien. Die transparenten glasartigen Polymere werden über eine Hydrolyse- und Kondensationsreaktion aus Di- und/oder Trialkoxysilanen hergestellt. Durch Variation der Zusammensetzung der Silan-Vorstufen, sowie durch Änderung der organischen Reste, lassen sich Eigenschaften, wie der Brechungsindex, die Härte und die Aufschmelz- und Konsolidierungstemperatur variieren. Durch ihre einzigartigen Eigenschaften wie hohe Transparenz, hohe Temperaturstabilität und gute Beständigkeit gegenüber Vergilbung und Verfärbung weisen die Hybrid-Gele großes Potenzial im Bereich optoelektronischer Verkapselungsmaterialien auf. 
Im Rahmen der Doktorarbeit wird die molekulare Struktur, sowie der Einfluss verschiedener organischer Reste auf die Melting Gel Synthese und die Materialeigenschaften untersucht. Mit diesem Hintergrund sollen beispielsweise fluorhaltige Melting Gele mit einem niedrigen Brechungsindex oder aromatische Materialien mit hohem Brechungsindex synthetisiert werden. Die Verwendung von Vinyl-Gruppen soll dagegen zu nachträglich funktionalisierbaren Hybridgläsern führen. Das Ziel ist es durch Variation der organischen Reste anwendungsorientierte Hybridmaterialien mit verschiedenen anpassbaren Eigenschaften zu kreieren.