NANO

-> Cyclodextrine: Ringförmige Oligosaccharide aus Glucoseeinheiten.

- Besondere Eigenschaften: Inklusionsvermögen für lipophile Moleküle, Geruchsmaskierung, biologische Abbaubarkeit.

- Nutzung in Textilien: Funktionalisierung durch Beschichtung oder modifizierte Fasern.

- Inklusion von Molekülen: z.B. Parfums, antimikrobielle Substanzen.

- Stabilität beachten: Langanhaltende Wirksamkeit der eingeschlossenen Moleküle und Cyclodextrin-Beschichtung.

- Wechselwirkungen mit Textiloberfläche berücksichtigen.

- Nachhaltigkeit: Biologische Abbaubarkeit und Umweltverträglichkeit der Materialien beachten.

- Anwendungsmöglichkeiten: Geruchsmaskierung, antimikrobielle Wirkung, Wirkstofffreisetzung in Textilien.

• Elektronik und Computertechnologie: Herstellung von leistungsstärkeren und energieeffizienteren Chips und Bauteilen.

• Medizin und Gesundheitswesen: Entwicklung von gezielten Arzneimitteln und Therapien, Nanopartikel für Diagnostik und Bildgebung.

• Umweltschutz: Wasseraufbereitung, Luftreinigung, umweltfreundliche Beschichtungen.

• Textilindustrie: Verbesserung von Eigenschaften wie wasser- und schmutzabweisend, antimikrobiell.

• Energieeffizienz: Entwicklung von effizienteren Solarzellen, Brennstoffzellen und Energiespeichersystemen.

• Lebensmittelindustrie: Verpackungen mit antimikrobiellen Eigenschaften, verbesserte Lebensmittelqualität.

• Automobilindustrie: Leichtere und widerstandsfähigere Materialien, Kraftstoffeffizienz.

• Baugewerbe: Selbstreinigende Oberflächen, intelligente Baumaterialien.

• Kosmetik: Sonnenschutzmittel, Anti-Aging-Produkte mit Nanopartikeln.

• Sport und Freizeit: Verbesserte Sportausrüstung, wie Schläger oder Kleidung.

-> Sol-Gel-Verfahren: Chemische Methode zur Herstellung von Materialien durch Umwandlung von Lösungen in Gele und anschließender Festigung zu festen Materialien.

Schritte des Verfahrens:

1. Sol-Bildung: Ausgangsstoffe in Lösung dispergiert, Hydrolyse bildet Nanopartikel oder Molekülcluster.

2. Gelierung: Sol wird durch Verdampfung oder Zugabe von Geliermitteln in Gel umgewandelt.

3. Alterung und Kondensation: Gel wird weiter vernetzt und dreidimensionales Netzwerk bildet sich.

4. Trocknung und Festigung: Gel wird getrocknet, überschüssiges Lösungsmittel entfernt, Material wird geformt oder behandelt.

Anwendungen: Keramiken, Gläser, Beschichtungen, Katalysatoren, optische Materialien, Nanopartikel, Sensoren und mehr.

• Ermöglicht präzise Kontrolle von Materialzusammensetzung und -struktur.

• Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften können hergestellt werden.

• Chemische Synthese: Chemische Reaktionen werden verwendet, um Nanopartikel aus präkursorischen Verbindungen zu erzeugen. Diese Methode ermöglicht eine präzise Kontrolle über Größe, Form und Zusammensetzung der Nanopartikel.

• Physikalische Methoden: Physikalische Prozesse wie Zerkleinerung, Verdampfung oder Kondensation können verwendet werden, um Nanopartikel herzustellen.

• Top-down-Ansatz: Bei diesem Ansatz werden größere Materialien in Nanopartikelgröße zerkleinert, z. B. durch Mahlen oder Fräsen.

• Bottom-up-Ansatz: Hier werden Nanopartikel aus einzelnen Atomen oder Molekülen aufgebaut, z. B. durch chemische Reaktionen oder Nukleationsprozesse.

• Präzipitation: Diese Methode verwendet Lösungsreaktionen, um Nanopartikel zu erzeugen, indem Lösungen von präkursorischen Verbindungen mit einer anderen Lösung gemischt werden.

• Gasphasensynthese: Gasförmige Präkursoren werden verdampft und in einer Reaktionskammer zu Nanopartikeln kondensiert.

• Die Farbe der Perlglanzpigmente hängt von der Dicke ihrer Metalloxidbeschichtung ab. Das einfallende weiße Licht wird an ihrer oberen und unteren Grenzfläche so reflektiert, dass sich die zurückgeworfenen Lichtstrahlen dabei auslöschen oder verstärken (Interferenz).

• Durch die unterschiedlichen Wegstrecken des Lichtstrahls entstehen unterschiedliche Interferenzfarben, abhängig vom Betrachtungswinkel.

• Haftung des Gecko-Fußes beruht auf Van-der-Waals-Kräften durch Haftlamellen und Spatulae.

• Ermöglicht Laufen auf glatten, vertikalen und überkopf liegenden Oberflächen ohne Klebstoffe oder Saugnäpfe.

Bionische Entwicklung auf textilen Gebiet:

1. Geckotextilien für rutschfeste und haftende Eigenschaften.

2. Selbstklebende Textilien ohne zusätzliche Haftmittel.

3. Textile Haftflächen in Medizintechnik oder Lagerung.

4. Leichtes Klettern mit spezieller Kletterausrüstung.

Bionik bietet Potenzial für innovative und leistungsstarke Textilien durch Nutzung von Naturprinzipien.

—> Lotus-Effekt bei Textilien durch spezielle Oberflächenbehandlung.

Möglichkeiten zur Erzeugung:

1. Nanobeschichtung mit hydrophoben Nanopartikeln.

2. Behandlung mit hydrophoben Polymeren.

3. Oberflächenmodifikation mit hydrophoben Gruppen.

4. Kombination verschiedener Verfahren.

• Lotus-Effekt nicht dauerhaft, kann durch Abnutzung oder Waschen beeinträchtigt werden.

• Leichte Reinigung und Schmutzabweisung als Vorteile.

• Anwendungen in Outdoor-Bekleidung, Heimtextilien, medizinischen Textilien und mehr.

Neuartige Flammschutzmittel: Basieren auf mineralischen Ausgangsstoffen wie Nanobentonit.

• Nanobentonit: Tonmineral in Nanopartikelgröße mit großer Oberfläche und verbesserter Reaktivität.

• Oberflächenfunktionalisierung: Nanopartikel werden mit organischen Verbindungen modifiziert, um bessere Verbindung mit Polymermatrix zu ermöglichen.

• Mischung mit Polymeren: Funktionalisierte Nanobentonit-Partikel werden mit Polymeren vermischt.

• Homogenisierung: Sorgfältige Verteilung der Mischung für gleichmäßige Verteilung der Nanobentonit-Partikel.

• Reaktion im Brandfall: Aktivierung der Partikel durch Hitze, absorbieren Wärme und bilden schützende Barrieren.

• Freisetzung von gasförmigen Substanzen: Nanobentonit-Partikel können gasförmige Substanzen freisetzen, um Flammen zu unterdrücken oder Verbrennungsverhalten zu beeinflussen.

• Einsatz in verschiedenen Materialien: Kunststoffen, Textilien, Beschichtungen und Verbundwerkstoffen zur Brandverzögerung und Verbesserung der Sicherheit.

• Ein Tropfen einer Polymerlösung oder Polymerschmelze wird im elektrischen Feld deformiert, es bildet sich ein Flüssigkeitsstrahl (Jet) aus, der in Richtung auf die Gegenelektrode beschleunigt wird

• Spannung 5-30 kV

• Feldlinien ausgehend von einer Kapillare oder alternativ von Spitzen z.B. auf einer Walze

• Fasern mit Durchmessern von wenigen Nanometern bis einigen Hundert Nanometern möglich

• Einsatz in der Filtration; Erzeugung von Nanofaservliesen und Filtration im Nanometerbereich z.B. Feinstaub, Wassertröpfchen (mit Viren und Bakterien)

• Arbeitsschutz Absorbermaterialien für hochgiftige/gefährliche Stoffe, Viren etc.

• Träger von Pflanzenschutzmitteln → langsame Abgabe

• Träger von Arzneimitteln → langsame Abgabe

• Wundbehandlung und Tissue Engineering

• Träger von katalytisch aktiven Substanzen

• Militärische Anwendungen Absorber für Kampfstoffe

• Vormetallisierte Fäden (durch chemisch-reduktive Metallabscheidung) können zur Erzeugung von Leitfähigkeit im Textil und als Precursor-Strukturen für weitere Modifizierungen verwendet werden

• Fäden mit dünnen Metallschichten können mit allen textilen Technologien (Weben, Wirken, Stricken, Sticken, Nähen,…) verarbeitet werden. → aber veränderte Reibeigenschaften

• Die Metalloberflächen können galvanisch (dann meist elektrochemisch) nachbehandelt werden → dickere Metallschichten, andere Metallschichten, auch oxidische Schichten oder andere Schichten (Polymer etc.)

• Elektrolumineszenz auf Textil: Verwendung leuchtender Materialien auf Textilien, die Licht emittieren, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird.

• Leuchtende Materialien: Elektrolumineszenz-Phosphore, bestehend aus organischen oder anorganischen Verbindungen.

• Integration in Textilstrukturen: Leuchtende Materialien werden entweder in Fasern integriert oder auf die Oberfläche des Textils aufgebracht.

Aufbau:

Anwendungen: Modeindustrie, Beleuchtungstechnik, Medizintechnik, Sicherheitskleidung, flexible Leuchten, Leuchtdisplays und biomedizinische Sensoren.

• Schmelzpunkt (Erniedrigung)

• Fluoroszenz

Ein Plasma ist ein Gas, das teilweise oder vollständig aus freien Ladungsträgern, wie Ionen oder Elektronen, besteht.

Das bedeutet, es ist in seine Bestandteile „aufgeteilt“: Die Elektronen und Atomkerne schweben getrennt voneinander im Gas. Mehr als 99 % der sichtbaren Materie im Universum befindet sich im Plasmazustand.

Anwendung: Hoch- und Niederdruckdampflampen, el. Schweißen, Modifizierung von Oberflächen

Textil:

• Aktivierung von textilen Oberflächen durch Schaffung neuer funktioneller Gruppen durch die Wechselwirkung von ionisierten Gas (Möglichkeit der Modifizierung durch Änderung der Gaszusammensetzung) und der Oberflächenmoleküle

• Erhöhung der Adsorption von Chemikalien und Farbstoffen

• Erzeugen von funktionalen Schichten durch Einspeisen von reaktiven Verbindungen in das Prozessgas (Monomere etc.)