SOLVothermalsynthese und Strukturaufklärung Neuer BorIDE

Das Forschungsvorhaben SOLVothermalsynthese und Strukturaufklärung Neuer BorIDE das SOLVIDE Projekt hat zum Ziel, neue, vielseitig verwendbare Materialien auf unkonventionelle Art herzustellen. Die Materialien, die wir erforschen wollen, nennt man Boride. Boride sind Feststoffe, die in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden: wir benutzen sie täglich z.B. als Magnete in Lautsprechern und Kopfhörern, oder in Computer-Festplatten. Boride zählen zu den härtesten und hitzebeständigsten Substanzen, die wir kennen. So werden sie beispielsweise anstelle von Diamantstaub für Bohrungen und als Poliermittel eingesetzt. Auch Stahl wird mit Boriden veredelt, um sehr widerstandsfähige Werkzeuge herzustellen. Außerdem kann man Boride als Katalysatoren und sogar als Supraleiter verwenden. Im Zuge des Projekts werden wir neue, bisher unbekannte Borid-Materialien durch ein innovatives Konzept herstellen. Die Herstellungstechnik, die wir verwenden werden, heißt Solvothermalsynthese. Eine solche Solvothermalsynthese kann man sich so ähnlich wie Kochen mit einem Druckkochtopf vorstellen: einige Zutaten (feste Edukte) werden zusammen mit Wasser (oder einem anderen Lösungsmittel) in einem fest verschließbaren Topf (dem Autoklaven) erhitzt. Dort entsteht dann aus den Zutaten etwas Neues, ein neues Material. Konventionell werden Boride unter sehr rauen, energieaufwändigen und schwer zu kontrollierenden Bedingungen gewonnen. Durch die Solvothermal-Methode können wir mit viel weniger Aufwand sehr saubere Boridkristalle herstellen. So werden wir komplexe Boride, also solche die mehr als nur ein Metall und das Element Bor enthalten, herstellen denn diese bergen besonders viele ungewöhnliche Strukturen und tolle Eigenschaften. Anschließend werden unsere Produkte analysiert. Dazu nutzen wir experimentelle und computerbasierte Untersuchungen, um die chemischen Strukturen und Eigenschaften der neuen Boride aufzuklären. Ziel ist es dabei, Beziehungen zwischen den Herstellungsbedingungen und den gebildeten Strukturen herauszuarbeiten und vielleicht sogar vorherzusagen. Wie bereits bekannte Boride mit ultraharten, magnetischen oder sogar supraleitenden Eigenschaften, versprechen auch die von uns entwickelten Materialien eine Vielzahl von möglichen Anwendungen. Hauptziel unseres Forschungsprojekts ist es aber nicht nur, neue, multifunktionale Boride herzustellenundzu untersuchen,sondern auchZusammenhängezwischen Synthesebedingungen, Strukturen und Eigenschaften zu verstehen. Smartes Materialdesign auf Basis des entsprechenden Knowhows, nicht nur eine industrialisierte Produktion, ist der Schlüsselfaktor unseres Projekts. Speziell in Österreich ist überdurchschnittliche Kompetenz im Bereich der Entwicklung neuer Materialien ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal im internationalen Wettbewerb. Unser differenzierter, systematischer Ansatz bringt vor allem komplexe Systeme wie Synthesen von unbekannten Feststoffen einen entscheidenden Schritt nach vorn.