Agglomeration fraktaler Kohlenstoffpartikel zu elektrisch leitfähigen Netzwerken in Elastomer-Kompositen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Tobias Kraus; Professorin Dr. Tanja Schilling
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404913146

Pyrolytisch hergestellte Kohlenstoffpartikel werden seit langem als Füllstoffe in Elastomer-Kompositen eingesetzt, zum Beispiel um die mechanischen Eigenschaften von Reifen und Dichtungen zu verbessern. Die elektrischen Eigenschaften solcher Komposite werden hingegen selten technisch genutzt. In der Technik werden heute vermehrt elastische Materialien gesucht, deren elektrische und mechanische Eigenschaften gekoppelt sind, zum Beispiel für Sensoren und Aktuatoren. In diesem Projekt werden wir untersuchen, wie diese Kopplung von der Struktur der Netzwerke abhängt, die Kohlenstoffpartikel in Elastomeren bilden. Ziel sind Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, die es zum Beispiel erlauben, starke elektrische Antworten auf kleine mechanische Deformationen zu erhalten. Im Gegensatz zu hochdefinierten Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder Graphen-Flocken sind konventionelle Kohlenstoff-Füllpartikel fraktal. Die Transporteigenschaften von Netzwerken aus solchen Partikeln wurden bisher wenig untersucht. Wir werden dazu in enger Zusammenarbeit einer experimentell und einer theoretisch arbeitenden Gruppe Simulationen druchführen, Komposite herstellen und sie charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen