Neuartige 0D-Nanocarbon-basierte keramische Nanokomposite für Wärmeableitung und thermoelektrische Anwendungen

• Antragstellerin: Gabriela Ionescu, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390298740

Der vorliegende Antrag stellt einen eine Fortsetzung der ersten drei Jahren intensiver Forschung des Antragstellers auf 0D-Nanocarbon-basierter keramischer Nanokomposite. Das Hauptziel des ersten dreijährigen Forschungszeitraums war die Entwicklung von 0D-Nanocarbon-basierter keramischer Nanokomposite mit maßgeschneiderten Nano-/Mikrostrukturen und funktionalen Eigenschaften. Ziel des Projekts war, ein breites und tiefes Verständnis über die Beziehungen zwischen der Phasenzusammensetzung / Nanostruktur und den Eigenschaften von Nanokomposit-Materialien bestehend aus 0D-Nanocarbon-basierte Phasen (wie z.B. Nanodiamant (ND), Bucky Nanodiamant (BNDs) oder Onion-like Carbon (OLC)) fein dispergiert in einer Keramikmatrix (d.h., Silica oder Si3N4) zu erlangen.In der geplanten zukünftigen Arbeit, die im vorliegenden Fortsetzungsantrag beschrieben wird, werden folgende Aspekte angesprochen:i) Optimierung eines ertragreichen und kostengünstigen Syntheseweges zu OLC-SiO2 und BNDs-SiO2 Nanocarbon/Keramik-Nanokompositen aus polymerischen Vorläufern mit maßgeschneiderten Netzwerkarchitekturii) Aufklärung der Auswirkung des Confinements von 0D-Nanocarbon in Silica Nanopartikel (core-shell Nanocarbon@Silica Nanopartikel) auf die Eigenschaften der Nanokompositeiii) Synthese von neuen Nanodiamant-Graphen-haltigen Silica-Kompositen und Untersuchungen ihrer temperaturabhängiger Phasenentwicklungiv) Einsatz einer ultraschnellen Pyrolyse- und Sintertechnik, die kürzlich bei Univ. of Maryland entwickelt wurde, zur Herstellung von monolithischen Keramik-Kompositen. Beide 0D und 2D-Nanocarbon-haltigen, maßgeschneiderten und oxidischen Keramik-Nanokomposite sollen neben funktionellen Eigenschaften auch angepasste / anpassungsfähige Struktureigenschaften aufweisen.Die im Rahmen des vorliegenden Antrages geplanten Arbeiten werden einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung niedrigdimensionalen Nanocarbon-basierter keramischer Nanokomposite mit einstellbaren funktionellen Eigenschaften für den möglichen Einsatz in Anwendungen, die thermisches Management bedürfen, wie beispielsweise Leistungselektronik oder Thermoelektrik, liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen