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Erwähnung im BHM 01/2024

Liebe Kunden:innen, Partner:innen und Leser:innen,

wir freuen uns, Ihnen mitteilen zu können, dass CEST Kompetenzzentrum für elektrochemische Oberflächentechnologie GmbH in dem Berg- und Hüttenmännischen Monatsheft 01/2024 der ASMET              (austian society for metallurgy and materials) erwähnt wurden.

Lesen Sie den Artikel hier :

Vielen Dank für Ihre fortwährende Unterstützung!

Mit herzlichen Grüßen,

Wiedergeburt der Biomassetechnologie für funktionelle Materialien durch supramolekulares Upcycling- By Olga Guselnikova

Lange Zeit wurde der Motor des Fortschritts vor allem durch wirtschaftliche Anreize angetrieben. Dieses Paradigma hat sich jedoch aufgrund des wachsenden Bewusstseins für die ökologischen Folgen der Gesellschaft geändert. Der Schwerpunkt liegt nun auf der Nachhaltigkeit als Vorstufe zur Übernahme der Früchte des Fortschritts durch die Industrie. Dieser Trend macht sich die Umwandlung verschiedener Abfallrohstoffe wie Kunststoffe, Metalle usw. in neue Stoffe mit Mehrwert zunutze. Bei den Mehrwertstoffen kann es sich um Kraftstoffe, Lösungsmittel, organische Substrate, neue Polymere und funktionelle Materialien handeln.

Nach dem Motto „das Neue ist oft das gut vergessene Alte“ wurde die Verwendung von Biomasse als Ausgangsmaterial für Materialien mit praktikablen Eigenschaften wieder aufgegriffen und neu belebt. Bei der Biomasse handelt es sich um Rohstoffe, die hauptsächlich aus land- und forstwirtschaftlichen sowie tierischen Ressourcen stammen. Im Vergleich zu anderen Abfallrohstoffen wie Kunststoff-, Elektronik- und Bauabfällen passt Biomasse schon aufgrund ihres natürlichen Ursprungs besser in eine nachhaltige Wirtschaftsstrategie. Die Kehrseite dieser Medaille sind die unzureichenden mechanischen Eigenschaften von aus Biomasse gewonnenen Materialien, die zu einer schlechten Haltbarkeit und Recyclingfähigkeit von Funktionsmaterialien aus Biomasse führen.

Die jüngste Arbeit von Leixiao Yu, Lingyan Gao, Shengyi Dong und Team schlägt eine supramolekulare Strategie zur Überwindung dieser Einschränkungen vor. Sie berichteten über die Umwandlung von sechs Arten von Biomasse (Cellulose, Guarkernmehl, Sericin-Protein, Chitin, Maisprotein und Kartoffelstärke) in funktionelle Materialien durch Copolymerisation mit Thioctsäure (TA), um Poly [TA-Biomasse] zu erhalten. Die Materialbildung wird durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen TA und den polaren funktionellen Gruppen der Biomasse angetrieben. Obwohl solche nicht kovalenten Kräfte reversibel und von Natur aus schwächer als kovalente Bindungen sind, erweisen sich die hergestellten Materialien als äußerst schlagfest. Das hergestellte Poly [TA-Biomasse] ist sehr klebrig und wasserbeständig, kann jedoch durch eine einfache Ethanolbehandlung vollständig depolymerisiert und in den nächsten Polymerisationszyklus einbezogen werden, ohne dass es zu einem offensichtlichen Abfall der mechanischen Festigkeit kommt. Dies lässt mögliche Anwendungen von Poly [TA-Biomasse]als wasserabweisende und schlagfeste Materialien erwarten. Das Team erweiterte die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten auf den biomedizinischen Bereich, indem es eine hohe Biokompatibilität, Ungiftigkeit und antimikrobielle Wirkung gegenüber gram-positiven und negativen Bakterien nachwies, die auf TA zurückzuführen sind. So könnte die neu hergestellte Poly [TA-Biomasse] beispielsweise vielversprechend für intelligente Verpackungen oder Wundheilungsmaterialien sein.

Abbildung 1: Chemische Strukturen von Biomasse (oberer Block) und Herstellung von Poly[TA-Biomasse]n über einen supramolekularen Ansatz - Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Thioctylgruppen und den polaren funktionellen Gruppen in der Biomasse (mittlerer Block) und Hauptvorteile von Poly[TA-Biomasse]n-Materialien. Nachdruck aus DOI: 10.1039/d3mh01692g mit Genehmigung der Royal Society of Chemistry.

Diese jüngste Arbeit ist ein perfektes Beispiel für den „waste to wealth“-Ansatz, bei dem die Materialchemie dazu beiträgt, gängige Ausgangsstoffe in funktionelle Materialien umzuwandeln. Die Kombination von Abfallrohstoffen mit einer supramolekularen Strategie ist ein vielversprechendes Konzept, das auf die Verwendung anderer Arten von Rohstoffen (Kunststoffe, Metalle) und eine breite Palette nicht-kovalenter Wechselwirkungen (Wasserstoffbrückenbindungen, π- π-Stapelung, hydrophobe Effekte) ausgeweitet werden kann. Gegenwärtig lenkt diese Forschung jedoch die Aufmerksamkeit der Gemeinschaft auf Biomasse als vielversprechendes Ausgangsmaterial für die Entwicklung funktioneller Materialien.

Um mehr zu erfahren, lesen Sie bitte:

Ein supramolekularer Ansatz zur Umwandlung von erneuerbarer Biomasse in funktionelle Materialien

Yunfei Zhang, Changyong Cai, Ke Xu, Xiao Yang, Leixiao Yu, Lingyan Gao und Shengyi Dong

 

Mater. Horiz., 2024, Vorabartikel, DOI: 10.1039/D3MH01692G

ÜBER DEN BLOGGER

Dr. Olga Guselnikova ist ein Mitglied des Materials Horizons Community Board. Sie arbeitet seit kurzem als Gruppenleiterin am Zentrum für Elektrochemie und Oberflächentechnik (Österreich) an funktionellen Materialien. 

Dr. Guselnikova promovierte 2019 in Chemie an der Universität für Chemie und Technologie Prag (Tschechische Republik) und der Polytechnischen Universität Tomsk (Russland). Ihre Forschungsinteressen liegen im Bereich der Oberflächenchemie für funktionelle Materialien. Das bedeutet, dass sie ihren Hintergrund in organischer Chemie auf die Materialwissenschaft anwendet: plasmonische und polymere Oberflächen werden mit organischen Molekülen hybridisiert, um leistungsstarke Elemente und Geräte zu schaffen.

Prof. Gogotsi auf Besuch in unserem ELSA Labor!

Es war eine große Ehre für uns, Prof. Yury Gogotsi, den Entdecker der MXene und führend in der 2D-Materialwissenschaft, bei uns als Gast zu begrüßen. Prof. Gogotsi hielt an der TU Wien einen Vortrag über MXene, in dem er die unglaublichen Eigenschaften von MXenen und ihre Anwendungen in vielen Bereichen wie Katalyse, funktionelle Beschichtungen und Energiespeicherung erläuterte. Im Rahmen seines Aufenthalts besuchte Prof. Gogotsi dabei unser ELSA-Labor, sowie Partnergruppen an der TU Wien wie z.B. die Gruppe für angewandte Grenzflächenphysik von Prof. Markus Valtiner.

Unsere Doktoranden hatten die Gelegenheit, mit ihm über die besten Strategien zu diskutieren, um in der MXenes-Forschung erfolgreich zu sein. Das CEST baut seine internationale Zusammenarbeit erfolgreich aus und freut sich auf die Zusammenarbeit mit wichtigen wissenschaftlichen Partnern in aller Welt.

MXene – Expertenbesuch

Kürzlich hatten wir die Ehre eines Besuchs von Dr. Alexei Gogotsi in unseren Labors in Wiener Neustadt (Niederenergie-Ionenstreuung, Batterieentwicklung) und Wien (ELSA, SFA). Er ist der Leiter von Carbon Ukraine, einem weltweit führenden Unternehmen in der Herstellung von MAX-Phasen und MXenen, während wir am CEST erst seit kurzem an diesen phänomenalen Materialien arbeiten. Wir danken Dr. Gogotsi für seinen Besuch und die aufschlussreiche Diskussion vor dem Hintergrund unseres ausgezeichneten Clusters für Oberflächenanalytik. Wir freuen uns auf die künftige Zusammenarbeit bei der Entwicklung effizienter und nachhaltiger Materialien für neue Technologien.

COAST und LEIS 2023

Ein großes Dankeschön geht an alle Vortragenden, Projektpartner und Interessierte, die an unserer 2nd Conference of Applied Surface Technology (COAST) in Wien und unserem Low Energy Ion Scattering (LEIS) Workshop in Wr. Neustadt besuchen.

Die vorgestellten Möglichkeiten und spannenden Lösungen in den Bereichen Energie, Materialien und Nachhaltigkeit waren beeindruckend und werden uns helfen, unsere zukünftigen Herausforderungen zu meistern. Wir freuen uns auf die zukünftigen Herausforderungen, und diese gemeinsam zu meistern!

Auf ein Wiedersehen im kommenden Jahr und vielen Dank an unsere Referenten aus Industrie und Wissenschaft:

Wien Energie GmbH / Teresa Schubert
thyssenkrupp / Mingquan Yu
Systemiq Ltd. / Andreas Wagner
Infineon Technologies / Michael Nelhiebel
ams OSRAM / Peter Zach
Evonik / Hrishikesh Joshi

Jörg Libuda, Guido Grundmeier, Marko Sturm, Andreas Nenning, Erwin Lam, Robert Meißner, Freddy Kleitz, Bernhard Bayer, Sally McArthur, Barbara Putz, Serhiy Cherevko, Gonzalo Prieto, Palaniappan Subramanian, Charles Creissen, Patricia Rodriguez Macia, James Birrell, Adam Slabon, Klaus Bretterbauer

und ein großes Dankeschön an unsere Sponsoren:
ecoplus. Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH, Land Niederösterreich, IONTOF GmbH

GFF site Visit am CEST

Ein wichtiges Event jagt derzeit das nächste am CEST. Umso mehr freuen wir uns über den kürzlich erfolgten Besuch der GFF bei uns am Standort, und die Möglichkeit unsere Projekte zu präsentieren. Ganz besonders ist hier unser brandneues Low Energy Ion Scattering Gerät hervorzuheben, das Spitzenforschung ermöglicht und durch das Land NÖ mitifinanziert wurde.Aus diesem Grund ein großes DANKE an die Gesellschaft für Forschungsförderung Niederösterreich m.b.H. für die gute Zusammenarbeit und Unterstützung!

CEST bei der I-CONECT 2023 Konferenz

Unsere leitende Forscherin Dr. Soniya Gahlawat wurde eingeladen, auf der I-CONECT 2023 Konferenz (Internationale Konferenz zu Nanomaterialien für die Elektrokatalyse) vom 20. bis 22. März in Delhi, Indien, einen Vortrag zu halten.

Sie präsentierte einen Überblick über ihre Forschung mit Schwerpunkt auf ihrem laufenden Projekt (ELSA) zusammen mit ihrer veröffentlichten Arbeit zur photoelektrochemischen Wasserspaltung. Sie freute sich über die Gelegenheit, über das Cluster „Elektrochemische Oberflächen- und Grenzflächenanalyse (ELSA)“ zu sprechen und neue Kooperationen aufzubauen.

Wir haben 2023 mit der Kalibrierung von Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie (XPS) und Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES)-Instrumenten begonnen, die wichtige Teile des ELSA-Clusters sind. Sowohl XPS- als auch AES-Einrichtungen sind jetzt voll funktionstüchtig.

Sponsorenurkunde Österreichischer Behindertensportverband 2023

Der österreichische Behindertensportverband dankt dem CEST Kompetenzzentrum für elektrische Oberflächentechnologie für das nachhaltige Engagement in Zusammenhang mit der Förderung von Sport für Menschen mit Behinderung zur Verbesserung von Gesundheit und Mobilität, zur Steigerung der Lebensqualität, zur Integration in die Gesellschaft und zur Erziehung von sportlichen Erfolgen auf nationaler und internationaler Ebene.

JungforscherInnen Kalender Niederösterreich 2023

Unser PhD Student Markus Ostermann konnte dieses Jahr mit zwölf weiteren vielversprechenden Forschern und Forscherinnen beim JungforscherInnen-Kalender 2023 des Landes Niederösterreich mitmachen. (JungforscherInnen-Kalender 2023: NÖ Forschungstalente im Fokus (ecoplus.at)).

Die Forscher und Forscherinnen wurden mit einer hözernen Kamera aus dem Jahre 1894 mit dem Kollodium-Nassplatten-Verfahren fotographiert.

Podcasts der jungen Forscher und Forscherinnen in denen sie ihre Arbeit beschreiben finden sie unter NÖ JungforscherInnen Kalender 2023 (stationista.com)