Innovationspreis für neue superelastische Materialien - Doktorandenpreis für neue Messtechnik

19.11.2004 - (idw) Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

Den von der Dresdner Bank gestifteten Innovationspreis des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) und des Vereins zur Förderung des IPF erhält in diesem Jahr Herr Priv.-Doz. Dr. Roland Weidisch für die Entwicklung superelastischer Materialien auf der Basis von Multipropfcopolymeren.
Der Preisträger und seine Arbeitsgruppe zeigen ein völlig neues Materialkonzept auf, mit dem durch Anwendung von neuen molekularen Architekturen elastische Kunststoffmaterialien entwickelt werden können, die den derzeit besten kommerziell verfügbaren in ihren Eigenschaften deutlich überlegen sind: Können diese auf ca. 800-900 % der Ausgangslänge gedehnt werden, bevor sie brechen, so beträgt dieser Wert bei den neu entwickelten Materialien bis zu 2000 %. Gleichzeitig besitzen sie eine hervorragende, gegenüber etablierten Materialien 3-4mal höhere Elastizität; selbst bei sehr hohen Dehnungen bis 1000 % tritt eine vollständige Rückverformung ein.
Das neue Materialkonzept ist für verschiedene Elastomere nutzbar, und es können sich daraus eine ganze Reihe von Anwendungen ergeben. Da die Materialien auch physiologisch verträglich und im Gegensatz zu vielen anderen elastomeren Kunststoffen transparent sind, bietet sich ein Einsatz in der Medizintechnik an, z. B. für elastische Membranen, Nahtmaterialien oder künstliche Sehnen. Auch als Formgedächtnismaterialien, die nach einer 1000-1300%-igen Deformation durch Erwärmung selbständig ihre ursprüngliche Form vollständig wiederherstellen bzw. sich an diese "erinnern", sind sie im Bereich der Medizin interessant.
In der Automobilindustrie könnten die neuen Elastomere als verbesserte Airbag-Materialien verwendet werden. Darüber hinaus sind auch intelligente Verpackungsmaterialien ein mögliches Einsatzgebiet.
Konzepte zur preiswerten Synthese der superelastischen Multipfropfcopolymere - Molekülketten mit sich wiederholenden Grundeinheiten und daran angebundenen funktionellen Gruppen in einer definiert eingestellten molekularen Anordnung - liegen vor und lassen hoffen, dass sie sich in naher Zukunft als neue Werkstoffklasse etablieren können.

Mit dem Doktorandenpreis der Vereins zur Förderung des IPF wird Herr Dr.-Ing. Ralf Zimmermann ausgezeichnet. Er entwickelte im Rahmen seiner Dissertation ein neuartiges elektrokinetisches Messsystem, das es erlaubt, Ladungsbildungsprozesse an der Grenzfläche zwischen elektrisch nicht leitenden Festkörpern und umgebenden Flüssigkeiten zu untersuchen und zu quantifizieren. Das Wissen darüber in ist zahlreichen modernen Technologien für die gezielte Gestaltung von Materialgrenzflächen von großer Bedeutung. Die sich an fest-flüssig-Phasengrenzen ausbildende Ladung ist beispielweise ein entscheidender Einflussfaktor für die Verträglichkeit von Kunststoffen beim Einsatz im menschlichen Körper. Darüber hinaus lassen sich die in Verbindung mit Ladungsbildungsprozessen auftretenden elektrokinetischen Erscheinungen für diagnostische Zwecke, z. B. für den Transport und die Auftrennung von Proteingemischen in diagnostischen Mikrosystemen, nutzen.
Die bisher in vielen Fällen zur Untersuchung der Ursachen von Ladungsbildungsprozessen an elektrisch nicht leitenden Festkörpern angewandten Methoden erfordern meist die Durchführung der Messungen unter Vakuum oder an Luft. Da jedoch die Eigenschaften der flüssigen Phase die Ladungsverhältnisse an der Grenzfläche sehr weitgehend bestimmen, sind die damit erhaltenen Ergebnisse für fest-flüssig-Systeme nur bedingt aussagekräftig. Das von Ralf Zimmermann entwickelte und bereits patentierte Messsystem erlaubt nun erstmals die kombinierte Bestimmung der Grenzflächenleitfähigkeit und des elektrokinetischen Potentials an fest-flüssig-Phasengrenzen und erweitert damit wesentlich das Verständnis wichtiger Grenzflächenphänomene.
Am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. und dem Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien (gemeinsame Einrichtung von IPF und TU Dresden) wird das neue Messsystem u. a. für die Aufklärung von Ladungsbildungsprozessen an verschiedensten Polymermaterialien in wässrigen Medien und zur Untersuchung der Adsorption von Proteinen an Festkörpern herangezogen.
Weitere Informationen: http://www.ipfdd.de/whatsnew/inno0804.html - weiteres Bildmaterial verfügbar