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Glas und Glaskeramik sind Schlüsselmaterialien in unserer modernen Gesellschaft. Sie sind in unserem Alltag in Handy-Bildschirmen, Kochfeldern, Behältern für Lebensmittel und Getränke, Arzneimittelfläschchen und Prothesen für den menschlichen Körper präsent und haben die Fernkommunikation revolutioniert. Sie haben uns die mikroskopische und astronomische Welt offenbart und das menschliche Wissen in den letzten zweihundert Jahren auf ein außergewöhnlich hohes Niveau gehoben. Es ist die enorme chemische und topologische Flexibilität in Verbindung mit einzigartigen Verarbeitungsmethoden, die Gläsern einen extrem großen Gestaltungs- und Eigenschaftsspielraum verleiht. Diese Flexibilität ermöglicht eine kontinuierliche materielle und technologische Innovation, bringt aber auch grundlegende Herausforderungen bei der Verarbeitung mit sich, während gleichzeitig die strukturelle Stabilität und die Zieleigenschaften erhalten bleiben. Die zunehmenden Anforderungen an eine nachhaltige und energieeffiziente Produktion für spezielle Anwendungen erfordern neuartige Ansätze für die Glasentwicklung mit höherer Vorhersagbarkeit und kürzeren Entwicklungszeiten.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, arbeiten wir mit akademischen und industriellen Partnern sowohl an der grundlegenden als auch an der technologischen Entwicklung automatisierter datengesteuerter Ansätze als zukünftiges Rückgrat für eine nachhaltige und hochgradig reproduzierbare Glasproduktion und -charakterisierung. Neben der Implementierung moderner digitaler Werkzeuge für das chemische und strukturelle Design von Gläsern unterstützen wir die Entdeckung und sichere Nutzung fortschrittlicher Gläser oder Glaskeramiken für den Energiesektor, die Wasserstoffwirtschaft, die Medizintechnik usw. Zu unseren Schwerpunkten und Fachkenntnissen gehören die mechanischen, thermokinetischen, spektroskopischen und optischen Eigenschaften von Gläsern.
Unsere Forschungsaktivitäten stützen sich auf eine enge Verbindung zwischen Grundlagenforschung und vernetzter Verarbeitung und Diagnostik, die es uns ermöglicht, zur Innovation und zum sicheren Einsatz eines jahrtausendealten, aber hochtechnologischen Materials mit grenzenlosem Anwendungspotenzial beizutragen.
Weiterführende Informationen
Kompetenzen
Herstellung von Glas und Glaskeramik (Schmelzabschreckung, Sol-Gel, Wärmebehandlung)
Herstellung und Charakterisierung von anorganischen/hybriden Materialien auf Sol-Gel-Basis (Gläser, Xerogele, Partikel)
Löslichkeit und Transport von Gasen in Gläsern, Keramiken und Metallen (Wasser, Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid usw.)
Kinetik der Keimbildung, Kristallisation und des Sinterns (gesintertes Glas, Glasmatrixverbundwerkstoffe, Glaskeramik)
Design von optischen und lumineszierenden Gläsern und Glaskeramiken auf der Basis von Seltenerd- und Übergangsmetalldotierungen, metallischen Nanoclustern/-partikeln, Leuchtstoffen
Strukturell-funktionelle Charakterisierung auf der Grundlage kombinierter spektroskopischer Ansätze (Raman, solid state NMR, UV-Vis-NIR, stationäre und zeitaufgelöste Photolumineszenz)
Arbeitsschwerpunkte
Wasserstofflöslichkeit und -mobilität in Glas
Wasserstoffspeicherung in Glaskapillaren
Oberflächendegradation von Photovoltaikglas
Glaslote für Hochtemperatur- Brennstoffzellen
Statische Ermüdung von Gläsern
Al2O3- Sol-Gel-basierte Korrosionsschutzschichten
3D-Hochtemperatur-Laserprofilometrie
Angebotsspektrum/Technische Ausstattung
Glassynthese und Charakterisierung
Glasschmelzöfen
Robotisches Glasschmelzsystem
Druckkammer / Öfen für thermische Behandlungen (Gasfluss, Vakuum, Glovebox)
Pulververarbeitung: Hochenergie-Planetenkugelmühlen (trocken und nass), Sieben, Mischen, Rheometer
