TMC - Technische und Makromolekulare Chemie
Der Lehrstuhl für Technische und Makromolekulare Chemie (TMC) fokussiert seine Forschung auf folgende Bereiche: Theoretisches/experimentelles Verständnis molekularer Adhäsion, Grenzflächenchemie/Grenzflächenelektrochemie, nanostrukturierte Oberflächen/Grenzflächen, Funktionalität und Stabilität von Polymer/Oxid/Metall-Grenzflächen und Selbstheilungsprozesse. Die interdisziplinären Arbeiten zielen auf die Verknüpfung physikalisch chemischer Ansätze im Bereich der Analyse, mit neuen Methoden zur Synthese von Polymeren, dünnen Schichten sowie Kompositen unter Berücksichtigung moderner werkstoffwissenschaftlicher Fragestellungen, wie Oberflächenveredelung von Leichtbaumaterialien oder der Entwicklung neuartiger Schichtsysteme mit gezielten Eigenschaften.
Ziel und Motivation
Analytisches Verständnis und molekulares Design von grenzflächendominierten Werkstoffen und Kompositen sowie von funktionalen monomolekularen und dünnen Schichten unter Einbindung neuartiger Prozesse der Oberflächen- und Grenzflächenmodifizierung.
Methodenkompetenz
Rastersondenmikroskopie basierte Methoden
- Atomic force microscopy (AFM- UHV-AFM)
- Single molecule desorption spectroscopy (SDS)
- Chemical force microscopy (CFM)
- Scanning Kelvin Probe (SKP)
- Scanning Kelvin Probe Force Microscopy (SKPFM)
Elektrochemische Methoden
- Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
- Scanning Capillary Cell (SCC)
- Mott-Schottky Analysis
Spektroskopische Methoden
- Infra Red Reflection Absorption Spectroscopy (IRRAS)
- Polarisation Modulated Infra Red Reflection Absorption Spectroscopy (PM-IRRAS)
- Attenuated Total Reflection Spectroscopy (ATR)
- Diffuse Reflectance Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (DRIFT)
- Confocal Imaging Raman Spectroscopy
- X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)
- Scanning Auger Microscopy (SAM)
Filmabscheidungs-Methoden
- Physical vapour Deposition (PVD)
- Layer-by-layer technique (LBL)
- Plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD)
- Self-Assembly from solutions
- Micropatterning
- Conversion Chemistry
- Wet chemical nanocrystalline oxide growth
Theoretische Methoden
- Density Functional Theory (SIESTA, VASP)
Andere Methoden
- Contact Angle
- Peel Test
Themengebiete
Adhäsion: Science and Engineering
- Fundamentales Verständnis von Adsorptions-/Desorptions- und Adhäsions-/Enthaftungs-Prozessen auf Metall/Metalloxid Oberflächen
- Brücke zwischen dem mechanistischem Verständnis der Prozesse an Oberflächen/Grenzflächen auf molekularer Ebene und auf der Ebene beobachteter makroskalischer Phänomene
- Kombination der Studien von Modell-Einkristall-Oberflächen, polykristalliner dünner Filme und komplexer technischer Substrate
Angewandte Oberflächen- und Grenzflächen-Analyse und -Simulation
- Untersuchung von Oberflächen- und Grenzflächeneigenschaften bei variierenden atmosphärischen Bedingungen und hoher Auflösung
- Untersuchung der strukturellen und chemischen Veränderungen der Grenzflächen bei Anwesenheit von Wasserfilmen oder korrosiv wirkender Elektrolyte
- Dichtefunktional-Theorie-Berechnungen zur Beschreibung der Prozesse auf molekularer Ebene
Nanostrukturierte dünne Filme
- Synthese dünner oxidischer, organischer Filme und dünner Filme von Nanokompositen auf technischen Metallen und polymeren Substraten als auch deren zweckgerichtete Oberflächenmodifikation
- Umfassende Materialauswahl inklusive oxidischer nanokristalliner Filme, Schichtsilicat/Graphen-Polymer Nanokomposite, selbstorganisierende Monolagen (SAM`s) und Plasma-Polymerfilme
- Modifikation der elektrischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften solcher Filme mittels Tempern, Plasmabehandlung und Adsorption von SAM´s
