Record #347881 - GSI Repository

DFG project G:(GEPRIS)529978790

Nanoporöse Silizium-Elastomer Hybride: Von der flüssigkristallinen Funktionalisierung zu einer einstellbaren Elastizität untersucht mit Laser Ultraschall

Coordinator	Professor Dr. Patrick Huber
Grant period	2023 -
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)529978790

Note: Nanoporosität in Silizium führt zu völlig neuen Funktionen dieses gängigen Halbleiters in zahlreichen Bereichen, die von der Nanofluidik und Biosensorik bis hin zur Arzneimittelversorgung, Energiespeicherung und Photonik reichen. Die schwer zu analysierende Elastizität hat jedoch die mechanische Erforschung und Anwendung dieses Halbleiters bisher stark eingeschränkt. Ziel dieses Projekts ist es, die Anwendungen von nanoporösem Silizium auf den Bereich der Phononik auszudehnen und ein neuartiges hybrides Nano-Materialsystem mit thermisch und elektrisch einstellbaren elastischen Eigenschaften zu entwickeln, das für den industriellen Bedarf skalierbar ist. Der Schlüssel dazu ist die Kombination von nanoporösem Silizium im Wafermaßstab mit Flüssigkristall-Elastomeren, die in den Poren eingeschlossen sind. Um das elastische Verhalten des Hybrids umfassend zu charakterisieren und zu verstehen, wollen wir die unvergleichlichen Einblicke nutzen, die die In-situ-Laser-Ultraschalltechnik und hochentwickelte Berechnungsmethoden bieten. Die Bewertung der Akustik wird die Beobachtung zahlreicher Effekte ermöglichen: den Einfluss der Porenmorphologie und der Orientierung des Porositätsgradienten auf die Wellenausbreitung, die Kompressibilität von flüssigkeitsähnlichen, viskoelastischen Materialien in beschränkten Räumen und die einstellbare Elastizität des Hybrids. Mit ergänzenden, fortschrittlichen Röntgenbeugungsuntersuchungen werden wir die Struktur der Flüssigkristall-Elastomere, die Rolle der Beschränkung und das Phasenverhalten bei verschiedenen Stimuli untersuchen. Letztlich werden uns diese Erkenntnisse eine Optimierung des Materialdesigns und der Synthese ermöglichen, um spezifische temperatur- und anregungsabhängige elastische Eigenschaften zu erzielen, die im Bereich der mikroelektromechanischen Systeme und im aufstrebenden Bereich der Phononik Anwendung finden könnten.

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Record created 2023-12-27, last modified 2024-09-28

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