Oberhausen, Bastian

► Forschungsgebiet

Synthese selbstheilender Anorganisch-Organischer-Nanokompositsysteme
Das chemische Design von intrinsisch selbstheilenden Materialien erlaubt die Optimierung von Heilungszeiten unter Berücksichtigung der gewünschten Materialeigenschaften. Im bearbeiteten Forschungsprojekt werden neuartige Nanokomposite untersucht, in denen reversible chemische Wechselwirkungen zwischen anorganischen Nanopartikeln und der Polymermatrix die selbstheilenden Eigenschaften mit induzieren. Die Reversibilität der chemischen Wechselwirkungen liefert die Diels-Alder Chemie (DA), ionische oder Wasserstoffbrückenbindungen oder auch Kombinationen aus mehreren dieser Bindungsarten. Als externer Trigger zum Auslösen des Selbstheilungsprozesses dient Strahlung in Form von Wärme oder Licht. Eine homogene Einbindung der Partikel in das Polymersystem wird durch eine Oberflächenfunktionalisierung erreicht. In vergangenen Arbeiten konnte gezeigt werden, dass sowohl die Eigenschaften der Matrix als auch die der Partikel eine entscheidende Rolle für das Selbstheilungsvermögen des Materials spielen. Typischerweise werden funktionalisierte polyedrische oligomere Silsesquioxane, Spherosilikate oder anorganische Nanopartikel als anorganische Komponente eingesetzt. Diese können die thermische und mechanische Stabilität des Materials entscheidend beeinflussen. Das Projekt fokussiert sich auf magnetisierbare Eisenoxid-Nanopartikel die in einem elektromagnetischen Wechselfeld die notwendige Wärme für die Selbstheilung im Material erzeugen. Dadurch werden homogenere Wärmeverteilungen und schneller Aufheizraten erreicht. Dies ermöglicht eine selektive und gleichmäßige Heilung an der defekten Stelle. Im Projekt werden verschiedene Oberflächenfunktionalisierungen an den Magnetit-Partikeln miteinander verglichen, sowie die Heilungsfähigkeit des Materials durch chemisches Design verbessert.