MOE-Fellowship

Leoni Luthardt

Induktiv auslösbare interaktive Nanostrukturen fĂŒr ein effizientes Design for Recycling sowie Carbon Capture und Release

Das Promotionsvorhaben setzt sich zum Ziel, sowohl Debonding als auch Carbon Capture und Release durch Etablierung eines auf beide Anwendungsszenarien anpassbaren Partikelkonzepts zu adressieren. Hierzu sollen komplexe, flexibel integrierbare Partikelstrukturen entwickelt werden, deren Strukturen durch die Variation ihrer Zusammensetzung frei angepasst und damit auf beide Bereiche maßgeschneidert werden können. Dabei soll sog. induktives Heizen statt zum „bloßen“ industriell etablierten Aufheizen magnetischer Materialien von Grunde auf umgedacht und neuartig eingesetzt werden. Als heizbare magnetischen Proben werden Eisenoxid-Komponenten ausgewĂ€hlt, die sich durch ihre UmweltvertrĂ€glichkeit und VerfĂŒgbarkeit auszeichnen. Die Funktionen der anvisierten Partikel sollen durch Kombination verschiedener magnetischer, induktiv heizbarer Partikel sowie weiterer hochfunktioneller Nanobausteine innerhalb individueller, aus Nanopartikeln aufgebauter Mikropartikel (Suprapartikel) erzielt werden.

Die magnetischen Bausteine dienen in beiden Anwendungsszenarien auf Knopfdruck als effiziente und lokal heizende Komponente. Durch die Hitze wird die konkrete Funktion der Suprapartikel ausgelöst, welche durch eine zweite Komponente in Form von nichtmagnetischen, funktionellen Nanobausteinen frei eingestellt werden kann. Werden beispielsweise hierfĂŒr Treibmittel gewĂ€hlt, ist der resultierende Suprapartikel in der Lage, durch einen induktiven Heizpuls binnen weniger Sekunden im Volumen zu expandieren und somit die Suprapartikelstruktur so zu verĂ€ndern, dass ein effektives und kontaktloses Debonding an MaterialgrenzflĂ€chen erreicht wird, zwischen denen die Partikel eingearbeitet waren. Wenn die magnetischen Nanopartikel stattdessen mit CO2-affinen Substanzen vereint werden, kann das resultierende Funktionsmaterial nun sowohl CO2 an- bzw. einlagern als auch als Antwort auf induktives Heizen zur Nutzung wieder auf Knopfdruck freisetzen.


Übersicht

Förderzeitraum

01.01.2024 - 31.12.2026

Institut

Friedrich-Alexander-UniversitĂ€t Erlangen-NĂŒrnberg
Department Chemie und Pharmazie

Betreuer

Prof. Dr. Karl Mandel

Kontakt

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