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Uni und FH

Strukturaufbau um Haaresbreite

Informationen über neue Strukturprozesse.

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Ein Chemiker und ein Werkstoffwissenschafter der Technischen Universität (TU) Wien "basteln" an neuen Materialien für künstliche Knochen, Blutgefäße und optische Leiterbahnen.

Das Rezept für diese Werkstoffe liefert die Synthesechemie. Die dreidimensionale Neustrukturierung der Materialien erfolgt unter anderem mit Hilfe der 2-Photonenlithographie. Wandstärken, dünner als ein Haar, sind das Ergebnis der neuen Werkstoffgeneration.

Wien (TU). - Dank "Rapid Prototyping" (RP) können Bauteile (z.B. medizinische Implantate) am Computer entworfen und anschließend innerhalb weniger Stunden in reale Werkstücke umgewandelt werden.
Letztere entstehen durch das Aneinanderfügen von 3D-Schichten mit einer Auflösung im Nanometerbereich. Die Materialstruktur wird quasi bis ins kleinste Detail zerlegt. "In Natura baut man dann Schicht für Schicht wieder auf. Momentan erreichen wir Wandstärken von weniger als 300 Nanometer, das ist 100mal dünner als ein Haar", erklärt Jürgen Stampfl, Professor am Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie.

Zusammen mit seinem Forscherkollegen Robert Liska vom Institut für Angewandte Synthesechemie arbeitet er seit rund fünf Jahren an der Strukturierung und Generierung von Materialien für unter anderem biomedizinische Anwendungen. Seit zwei Jahren passiert dies im Rahmen eines Projekts der österreichischen Nano Initiative. Mit Hilfe der 2-Photonenlithographie (ein technisches Prinzip des Rapid Prototyping) werden photochemische Reaktionen in Materialien ausgelöst. Die Eigenschaften des Werkstoffes ändern sich dort, wo ein ultrakurz gepulster Laserstrahl auftrifft und dreidimensional im Raum eine neue Struktur schreibt. Flüssige Stoffe werden beispielsweise fest oder der Brechungsindex ändert sich.

Ein Ansatz, der derzeit mit vielen verschiedenen Materialien (Kunststoffe, Keramiken, Metalle) möglich ist, wird noch weiter ausgebaut. Liska: "Unsere Aufgabe ist es neue biokompatible und bioabbaubare Photopolymere (zellulare Materialien) für das Rapid Prototyping zu entwickeln. Sie bilden die Grundlage für elastische Bauteile von Blutbahnen und feste Knochenersatzmaterialien. In anderen Stoffen generieren wir optische Wellenleiterstrukturen, die im Gegensatz zu elektrischen Komponenten, einen höheren Datentransferdurchsatz aufweisen." Sie finden beispielsweise in Glasfaserkabeln Anwendung. Stampfl und Liska entwickeln ein Material, in das sie mit Hilfe des Laserstrahls solche optischen Leiterbahnen einschreiben können.

Rückfragehinweis:

Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Jürgen Stampfl
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Robert Liska

Technische Universität Wien
Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
Institut für Angewandte Synthesechemie

Karlsplatz 13/308, 1040 Wien
T +43/1/58801 - 30862,- 16273
F +43/1/58801 - 30895,- 16299
E juergen.stampfl@tuwien.ac.at
E robert.liska@tuwien.ac.at

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