Auszeichung für Untersuchungen zur Bestimmung mechanisch-chemischer Wechselwirkungen

Samet Varol ist mit dem "Young Scientist Lecture Competition Award" in Gold ausgezeichnet worden. Der Nachwuchswissenschaftler erhielt diese Ehrung für seinen Vortrag über das Verhältnis von chemischen und mechanischen Eigenschaften in Nanokompositen im Rahmen der NANOSMAT-Konferenz, die vom 19. - 22. Mai 2014 an der Rice University in Houston, Texas (USA) stattfand.

Samet Varol untersucht als Doktorand am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) die rheologischen Eigenschaften, also das Verformungsverhalten von Nanokompositen. Als Nanokomposite werden Materialien bezeichnet, in denen Nanostrukturen als Füllstoff in ein Trägermaterial eingebettet sind. Varol möchte wissen, wie das Zusammenspiel von mechanischen Eigenschaften und molekularer Interaktion in diesen Materialien unter Belastung funktioniert. In dem mit der Auszeichnung bedachten Vortrag hat er seine bisherigen Ergebnisse vorgestellt: Zwei ähnlich strukturierte Nanokomposite auf Siliziumdioxid-Basis, eines für die Reifenproduktion bestimmt, das zweite Grundstoff für Dichtungsringe, setzte er einer Zugspannung aus und untersuchte verschiedene Zusammensetzungen der Materialien mit spektroskopischen Methoden. Die Hersteller stellten dafür Materialproben zur Verfügung, die in der Größe der Nanopartikel und Kettenlänge der Polymere variierten. Bei den Belastungstests spielt der Payne-Effekt eine wichtige Rolle, der besagt, wie sich die molekulare Struktur von Elastomeren (z.B. Gummi) unter Zugspannung verhält. Die eingebrachten Nanopartikeln haben darauf großen Einfluss, so seine Erkenntnis: Je größer die Partikel, desto weniger ausgeprägt ist der Payne-Effekt.

Warum dies so ist, untersucht Varol in Zusammenarbeit mit Projektleiter Sapun Parekh nun mit verschiedenen Verfahren der Vibrationsspektroskopie. Die markerfreien Messmethoden nutzen die charakteristischen Schwingungsenergieniveaus der Teilchen, um die molekulare Ordnung im Material zu bestimmen. Ihre Veränderung lässt Rückschlüsse auf den Einfluss jeder Materialvariation sowie der wechselnden mechanischen Belastungen zu. Werkstoffe können so systematisch optimiert werden.

Quelle: Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P)