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Holz als Grundstoff<\/h3>\n
\u201eIch besch\u00e4ftige mich mit dem Einsatz von Zelluloseschichten als Substrate und strukturgebende Materialien f\u00fcr potentielle Anwendungen im Bereich flexibler Elektronik\u201c, sagt DESY-Wissenschaftler Professor Stefan Roth, wie er auf die Idee der neuen Technik gekommen ist. \u201eSpr\u00fchverfahren haben den Vorteil, dass man beliebig gro\u00dfe Fl\u00e4chen und praktisch jeden Untergrund kontrolliert und gleichm\u00e4\u00dfig Lage f\u00fcr Lage in kurzer Zeit beschichten kann. Die Schichtdicke kann dabei sehr einfach und auf Milliardsten Meter genau \u00fcber die Spr\u00fchdauer eingestellt werden. Daher wird das Spr\u00fchverfahren heutzutage bereits h\u00e4ufig bei der Herstellung von Plastikelektronik und Solarzellen eingesetzt.\u201c<\/p>\n
Anhand von R\u00f6ntgenuntersuchungen an DESYs Forschungslichtquelle PETRA III, Untersuchungen mit einem Rasterkraftmikroskop und Untersuchungen per Neutronenstreuung konnten die Wissenschaftler genau zeigen, wie die Schichtstruktur aufgebaut ist. Au\u00dferdem kann so eine Struktur beispielsweise f\u00fcr extrem d\u00fcnnes, glattes und festes Nanopapier ma\u00dfgeschneidert werden.<\/p>\n
Por\u00f6se, nanostrukturierte Zellulosefilme w\u00fcrden eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften besitzen, \u201edie sie f\u00fcr verschiedene Anwendungen interessant machen, von ultrastarken bioaktiven Fasern bis hin zu transparentem leitf\u00e4higem Nanopapier\u201c, erkl\u00e4rt der Hauptautor der Studie, Calvin Brett von DESY und der K\u00f6niglich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm. \u201eSie sind leicht und temperaturstabil, haben hervorragende mechanische Eigenschaften, eine geringe Dichte und bestehen aus nachwachsenden Rohstoffen \u2013 die Zellulose-Nanofasern werden in der Regel aus Holz gewonnen.\u201c Da Holz ein nat\u00fcrlich nachwachsender Rohstoff ist, k\u00f6nnen die Zellulosefilme eine gute Alternative zu mineral\u00f6lbasierten Kunststoffen darstellen, die bisher bei Produkten wie funktionalen Polymere genutzt werden.<\/p>\n Bei der Herstellung wird das Tr\u00e4germaterial auf 120 Grad Celsius aufgeheizt, damit das Wasser schnell weitgehend verdampft und so eine gleichm\u00e4\u00dfige, nur 200 Nanometer d\u00fcnne Zelluloseschicht ensteht. Das Nanopapier. \u201eEine Kernfrage f\u00fcr die richtigen Eigenschaften ist dabei das Verh\u00e4ltnis zwischen der Schichtung der individuellen Nanofasern, der Porosit\u00e4t und der Nanostruktur innerhalb der Zellulosefilme\u201c, erl\u00e4utert Roth, der auch Professor an der KTH Stockholm ist.<\/p>\n Analysen der Zellulosefilme zeigten, dass die Oberfl\u00e4chenladung der aufgespr\u00fchten Nanofasern zunimmt, je gr\u00f6\u00dfer die Menge des noch gebundenen Wassers ist. Diese elektrische Ladung lie\u00dfe sich w\u00e4hrend der Produktion gezielt beeinflussen und somit die Eigenschaften des Films steuern, sagen die Forscher. Untersuchungen mit dem Rasterkraftmikroskop zeigten au\u00dferdem, dass der Film umso glatter wird, je st\u00e4rker die Einzelfasern elektrisch geladen sind.<\/p>\n Die Wissenschaftler untersuchten au\u00dferdem die Hohlr\u00e4ume im Film, in die man Stoffe wie Polymere oder Metalle einbringen k\u00f6nnte und was passiert, wenn das Material benetzt und getrocknet wird.\u201eMit unseren Daten k\u00f6nnen wir nun Zellulosefilme f\u00fcr bestimmte Anwendungen ma\u00dfschneidern, die daf\u00fcr beispielsweise das optimale Verh\u00e4ltnis zwischen Rauigkeit, Wassergehalt und Hohlr\u00e4umen besitzen\u201c, sagt Roth.<\/p>\n Mitlerweile kann man solche Schichten nicht nur im Labor, sondern inzwischen auch im industriellen Ma\u00dfstab produzieren und zum Beispiel auf eine 50 Meter lange Folie einen Zellulosefilm \u201emit nur zwei Nanometern Rauigkeit aufzutragen\u201c. Gegen\u00fcber \u201eherk\u00f6mmlichem\u201c Nanopapier h\u00e4tten die neuen Zellulosefilme zahlreiche Vorteile.\u201eUellulosenanofibrillen (\u201eCNF\u201c, Durchmesser 5 nm, L\u00e4nge mehrere 100 nm) haben den Vorteil, mechanisch ultrastark zu sein; man kann aus diesen Biomaterialien die weltst\u00e4rksten Fasern herstellen, wie wir zusammen mit unseren Kollegen von der KTH k\u00fcrzlich gezeigt haben\u201c, betont Roth. \u201eDesweiteren ist die Rauigkeit der von uns im Spr\u00fchverfahren hergestellten Filme nur ein Milliardstel Meter und damit im f\u00fcr die Herstellung z.B. von Solarzellen im technisch relevanten Bereich f\u00fcr D\u00fcnnschichtverfahren.\u201c<\/p>\n Als n\u00e4chstes wollen Roth und seine Kollegen funktionale Polymere in den Zellulosefilm einbauen um so zum Beispiel ein Sensormaterial herstellen zu k\u00f6nnen. \u201eZun\u00e4chst haben wir Filme auf Silizium Oberfl\u00e4chen hergestellt, um die Eigenschaften dieser (CNF) Filme zu untersuchen\u201c, sagt er. \u201eZiel ist es, ultrad\u00fcnne, freitragende, ultrastarke mechanische Filme basierend auf diesen Filmen herzustellen. W\u00e4hrend der Herstellung k\u00f6nnten diese dann durch geschicktes Mischen mit z.B. leitf\u00e4higen Polymeren funktionalisiert werden und als Template f\u00fcr flexible elektronische Anwendungen dienen.\u201c<\/p>\n Die Forscher stellen ihre Strukturanalysen im Fachblatt \u201eMacromolecules<\/a>\u201c vor.<\/p>\n Mehr Artikel zum Thema Nanotechnologie finden Sie <\/strong><\/em>HIER<\/strong><\/em><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Ohne Nanotechnologie geht in vielen Bereichen des t\u00e4glichen Lebens kaum noch etwas, denn mit Hilfe dieser k\u00f6nnen Techniken, Strukturen und Systeme entwickelt werden, die Materialien ganz neue Eigenschaften und Funktionen verleihen. Dank Nanotechnologie k\u00f6nnen beispielsweise spezielle Funktionstextilien wie Sportbekleidung hergestellt werden, die besonders wasserabweisend und gleichzeitig atmungsaktiv sind. Andere Anwendungsbereiche sind die Robotik, Prozesstechnik, Sensortechnik, […]<\/p>\n","protected":false},"author":1660,"featured_media":510724,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[25213],"tags":[32365,37967,37970,28362],"location":[24328],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-179412","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit-de","tag-desy-de","tag-kth-de","tag-nanopapier-de","tag-nanotechnologie-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Petra Wiesmayer","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/petra-wiesmayer\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/CNF1000.006.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["Desy<\/a>","KTH<\/a>","Nanopapier<\/a>","Nanotechnologie<\/a>"],"unlinked":["Desy<\/span>","KTH<\/span>","Nanopapier<\/span>","Nanotechnologie<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 7 years ago","modified":"Updated 7 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on July 31, 2019","modified":"Updated on July 31, 2019"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on July 31, 2019 11:30 am","modified":"Updated on July 31, 2019 11:30 am"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/179412","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1660"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=179412"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/179412\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/510724"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=179412"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=179412"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=179412"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=179412"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=179412"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=179412"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=179412"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=179412"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=179412"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}![\"\"](\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/ma-2019-00531b_0001-600x332.jpeg\")
Elektrische Ladung steigt mit Menge des gebundenen Wassers<\/h3>\n
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Produktion im industriellen Ma\u00dfstab<\/h3>\n