In der vorliegenden Arbeit wurde sowohl für Stahl- als auch für Aluminiumoberflächen eine Lasernanostrukturierung entwickelt, die zu einer dauerhaft festen und alterungsbeständigen Verbindung zwischen der Metall- und der Kohlenstofffaserverbund- (CFK-) Komponente eines in einem modifizierten Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding Verfahren hergestellten Hybridbauteils führt.
Zunächst wurde eine umfangreiche Anpassung der Parameter durchgeführt, um laserinduziert eine geeignete, d. h. gleichmäßig und fein strukturierte sowie offenporige und von Hinterschnitten geprägte Oberflächenstruktur zu generieren. Je Werkstoff wurden drei Parametersätze ausgewählt, welche hinsichtlich ihrer resultierenden Morphologie und Topographie, ihrer Benetzbarkeit und Infiltrierbarkeit, ihrer Alterungs- und Korrosionsbeständigkeit sowie ihrer Umformbeständigkeit analysiert wurden. Anschließend wurde der Einfluss der laserinduzierten Nanostrukturierung auf die mechanischen Ei-genschaften sowie auf das Korrosions- und Alterungsverhalten der Hybridstrukturen untersucht. Dafür wurden die Hybridverbindungen statisch und zyklisch unter Schub- und Biegebelastung geprüft sowie der Einfluss der Harzinjektionsstrategie, des Lagenaufbaus, der Grenzschichtgestaltung, der Laserrichtung und einer Wärmebehandlung ermittelt. Zudem wurden elektrochemische Korrosionsmessungen sowie Immersionstests mit nachfolgender Überprüfung der Restscherfestigkeit durchgeführt.
Insgesamt zeigte sich, dass aus der entwickelten Lasernanostrukturierung der Metalloberfläche eine signifikante Steigerung der Verbindungsfestigkeit und der Alterungs-beständigkeit von Stahl- und Aluminium-CFK-Hybridstrukturen resultiert.
Aktualisiert: 2022-04-24
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Die intrinsischen Eigenschaften von Polymermaterialien können durch die Vernetzung der Polymerketten stark beeinflusst werden. Hochvernetzte Duroplaste sind beispielsweise unschmelzbar, unverformbar und unlöslich, wodurch ihre Verarbeitbarkeit stark eingeschränkt ist. Deshalb bietet es sich an, die Polymernetzwerke erst nachträglich durch die Vernetzung von thermoplastischen Materialien aufzubauen. Der Aufbau solcher Netzwerke ist durch in die Polymerkette integrierte aromatische Carbonyle möglich, die nach photochemischer Aktivierung formal in C,H-Bindungen insertieren. In dieser Arbeit wurden verschiedene aromatische Carbonyle auf molekularer Ebene modifiziert, um gezielt deren Absorptionseigenschaften und ihr Vernetzungsverhalten im Detail zu untersuchen. Die mit ihrer Hilfe hergestellten Polymere können zur Herstellung oberflächengebundener Netzwerke durch Aktivierung mit langwelliger UV-Strahlung verwendet werden. Auf diese Weise lassen sich in Kombination mit thermisch aktivierbaren Vernetzern Tandem-Systeme herstellen. Zudem ist eine kovalente Verknüpfung chemisch inkompatibler Folien bei Aktivierung durch UV-Absorberhaltige Polymere realisierbar. Auch für bioverträgliche Systeme lassen sich die vorgestellten Photopolymere nutzen, was anhand der Herstellung funktionalisierter Hydrogelpartikel illustriert wird, welche beispielsweise sich beispielsweise für den Einsatz in Immunoassays eignen.
Aktualisiert: 2019-12-27
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Das Thema dieser Arbeit ist die chemische Oberflächenmodifikation von mesoporösen Gläsern. Diese wurde genutzt, um Gemische ähnlicher Gase zu trennen, die aufgrund der wirkenden Stofftransport- und Adsorptionsmechanismen nur durch spezifische Wechselwirkungen mit der Oberfläche des Materials trennbar sind. Als Modellsystem wurde zum Einen die Trennung von Kohlenstoffdioxid und Propan als Gase mit gleichem Molekulargewicht gewählt. Hierfür wurden mesoporöse Glasmembranen mit zwei verschiedenen Amino-Trialkoxysilanen modifiziert, um die Adsorptionskapazitäten für Kohlenstoffdioxid zu erhöhen und somit den Oberflächentransport dieser Spezies zu beeinflussen. Zum Anderen wurde die Trennung der Enantiomeren des anästhetischen Gases Desfluran untersucht. Dazu wurde ein Cyclodextrin-Derivat auf der Oberfläche modifizierter Glaspartikel immobilisiert und als stationäre Phase für eine gaschromatographische Trennung genutzt.Das Buch richtet sich an Wissenschaftler und Studenten und beschreibt das komplexe Zusammenspiel von Stofftransport und Adsorption in porösen Medien.
Aktualisiert: 2023-04-03
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Das Thema dieser Arbeit ist die chemische Oberflächenmodifikation von mesoporösen Gläsern. Diese wurde genutzt, um Gemische ähnlicher Gase zu trennen, die aufgrund der wirkenden Stofftransport- und Adsorptionsmechanismen nur durch spezifische Wechselwirkungen mit der Oberfläche des Materials trennbar sind. Als Modellsystem wurde zum Einen die Trennung von Kohlenstoffdioxid und Propan als Gase mit gleichem Molekulargewicht gewählt. Hierfür wurden mesoporöse Glasmembranen mit zwei verschiedenen Amino-Trialkoxysilanen modifiziert, um die Adsorptionskapazitäten für Kohlenstoffdioxid zu erhöhen und somit den Oberflächentransport dieser Spezies zu beeinflussen. Zum Anderen wurde die Trennung der Enantiomeren des anästhetischen Gases Desfluran untersucht. Dazu wurde ein Cyclodextrin-Derivat auf der Oberfläche modifizierter Glaspartikel immobilisiert und als stationäre Phase für eine gaschromatographische Trennung genutzt.Das Buch richtet sich an Wissenschaftler und Studenten und beschreibt das komplexe Zusammenspiel von Stofftransport und Adsorption in porösen Medien.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Neue Mikrofluidiksysteme bieten die Möglichkeit für innovative biomedizinische Anwendungen, wie die Verkapselung von einzelnen Zellen, eingesetzt zu werden. Tröpfchenbasierte Systeme sind in der Lage biologische Prozesse, die in kleinen Tröpfchen ablaufen, präzise nach Ort und Zeit aufzulösen, wobei die Tröpfchen ein konstantes Tröpfchenvolumen aufweisen müssen. Ein Ansatz ist, mikrofluidische Systeme mit superhydrophoben Kanälen zu fertigen, was im Rahmen dieser Arbeit gezeigt wurde.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden Oberflächenfunktionalisierungen für Surface Acoustic Wave (SAW) Sensoren entwickelt, die deren Anwendung im biomedizinischen Bereich ermöglichen sollten. Im Fokus der Arbeit lagen der Nachweis des Antibiotikums Penicillin G und die Konzentrationsbestimmung von zwei Proteinmarkern für Brustkrebs. Es ist gelungen Konzentrationen im unteren Nanogramm/Milliliter-Bereich dieser Verbindungen mittels der entwickelten Protokolle nachzuweisen.
Aktualisiert: 2021-02-11
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