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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Neuartige Polymermaterialien für funktionale Systeme

Mittwoch (18.09.2019)
17:30 - 18:00 Uhr Tammann
Bestandteil von:


Moderne Anwendungen in der Robotik erfordern neuartige Materialien, die auch mit neuartigen Prozessierungsmethoden kompatibel sein müssen. Dazu zählen in besonderem Maße auch der 3D-Druck oder mikro- und nanoskopische Schreibmethoden wie die Zweiphotonenlithographie. Vor allem bei letzterem ist die Zahl der dafür bekannten und etablierten Materialien doch überschaubar und deren sonstige Eigenschaften sind häufig mit den vorgesehenen Anwendungen nicht kompatibel.

Wir berichten deshalb über Entwicklungen, die auf einem generischen Vernetzungsprinzip basieren und über die zum Beispiel durch Zweiphotonen-Prozesse Strukturen erzeugt werden können, die in ihren Eigenschaften über weite Bereiche variiert werden können. Auf diese Art und Weise können Metamaterialien generiert werden, die adaptiv auf äußere Reize reagieren und zum Beispiel bei sich ändernder Luftfeuchte über Quellung erweichen oder sich in einem quasi-bimetallischem Verbund bewegen.

Die chemische Basis dieser Materialien sind Präpolymere mit thermisch oder photochemisch reaktiven Gruppen. Das besondere an den dabei zum Einsatz kommenden chemischen Systemen ist die Tatsache, dass eine Aktivierung zu einer Reaktion dieser Gruppen mit meist beliebigen C,H-Gruppen benachbarter Polymerketten führt und so die Materialien vernetzt. Diese Reaktion ist formal eine C,H-Insertion und die Methode wird deshalb C,H insertion crosslinking (CHic) genannt.

In diesem Beitrag zeigen wir neben der chemischen Basis der Methode auch Beispiele dafür, wie aus solchen Materialien gezielt Multischichtverbünde und dreidimensionale Strukturen über Abformungen oder Schreibprozesse hergestellt werden können. Einen Schwerpunkt legen wir dabei auf mögliche Anwendungsfelder, wie sie für die Softrobotik in der Konstruktion aber auch als Sensormaterialen wichtig werden können.

Sprecher/Referent:
Prof. Dr. Jürgen Rühe
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg