Projekte

Projekt-Partner: Prof. Dr. Michael Kumke, Universität Potsdam
Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/555171095
Projektbeschreibung: Das Ziel des Projekts ist die Herstellung von anorganischen Beschichtungen für zementgebundene Werkstoffe. Die Beschichtungen sollen die Nutzungsdauer der Materialien deutlich erhöhen. Unsere Idee ist es, eine vollständig anorganische Beschichtung (ohne Kohlenstoff) zu formulieren. Die Gelegenheit ergab sich, weil wir den Träger der Hydrophobie in ein Seltenerdoxid verlagern konnten. Seltenerdoxide (wie z.B. Eu2O3) haben eine elektronische Struktur, bei der die 4f-Orbitale durch das vollständige Oktett der Elektronen in der 5s2p6-Außenschale von Wechselwirkungen mit der Umgebung abgeschirmt sind. Folglich würden diese Atome weniger dazu neigen, Elektronen auszutauschen und eine Wasserstoffbrückenbindung mit den Wassermolekülen an der Grenzfläche nicht bilden. 

      Links zeigt das atomistische Modell, wie Wassermoleküle ein dichtes 3D-Netzwerk an der Tobermorit/Wasser-Grenzfläche bilden. Rechts wurde ein Calcium-Atom im Tobermorit-Modell durch Europium ersetzt. Das Wassernetzwerk an der Grenzfläche ist gestört und das Europium scheint eine Höhle zu bilden.

Wichtige Publikationen:
Surface treatments on concrete: an overview on organic, inorganic and nano-based coatings and an outlook about surface modification by rare-earth oxides, Peter Thissen, Andreas Bogner and Frank Dehn, RSC Sustainability, 2024, 2, 2092–2124. DOI: 10.1039/D3SU00482A
Hydrophobic Properties of Calcium-Silicate Hydrates Doped with Rare-Earth Elements, Katja Burek, Felix Krause, Matthias Schwotzer, Alexei Nefedov, Julia Süssmuth, Toni Haubitz, Michael U. Kumke, and Peter Thissen, ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2018 6 (11), 14669-14678, DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b03244

Projektpartner: Dr. Roberto Longo, Tokio Elektron

Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung, Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/527713232
Projektbeschreibung: Elektronische Geräte sind unwiderruflich in unser Leben integriert. Ihre begrenzte Lebensdauer und ihre oft unsachgemäße Entsorgung erfordern jedoch nachhaltige Konzepte, um eine grüne elektronische Zukunft zu verwirklichen. In diesem Antrag untersuchen wir ein neues Verfahren zur Dotierung von Siliziumwafern, bei dem keine hochgiftigen oder korrosiven chemischen Substanzen verwendet werden.
 

   Schematische Beschreibung des tethering by aggregation and growth (T-BAG) - Prozesses bei 60 °C und der folgenden Dotierung bei 900 °C.

Wichtige Publikationen: 
Mineral Interface Doping: Hydroxyapatite Deposited on Silicon to Trigger the Electronic Properties, P. Thissen, R. C. Longo, Adv. Mater. Interfaces 2024, 11, 2400061. DOI: 10.1002/admi.202400061