Details
| Originalsprache | Deutsch |
|---|---|
| Qualifikation | Doctor rerum naturalium |
| Gradverleihende Hochschule | |
| Betreut von |
|
| Datum der Verleihung des Grades | 9 Juli 2024 |
| Erscheinungsort | Hannover |
| Publikationsstatus | Veröffentlicht - 15 Juli 2024 |
Abstract
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Hannover, 2024. 96 S.
Publikation: Qualifikations-/Studienabschlussarbeit › Dissertation
}
TY - BOOK
T1 - Gezielte Assemblierung von funktionalen Nanostrukturen mittels additiver Fertigung
AU - Eckert, Jan Gerrit
PY - 2024/7/15
Y1 - 2024/7/15
N2 - Thema dieser Arbeit ist die additive Fertigung von Materialien aus Halbleiter- Nanopartikeln, sowie mit Nanopartikeln funktionalisierten, optischen Materialien. Zur Herstellung von Nanopartikel-basierten Makrostrukturen wurden Cadmiumselenid- Cadmiumsulfid Quantenpunkte synthetisiert und verwendet. Zur Assemblierung der Quantenpunkte wurde eine Methode auf Basis der sogenannten Kryogelierung entwickelt. Dabei wird eine wässrige Nanopartikel-Dispersion mittels flüssigen Stickstoffs rapide gefroren und anschließen gefriergetrocknet. Das Prinzip wurde adaptiert, indem ein Kältebad und eine Mikrodosiereinheit für Klebstoffe an einem kommerziellen dreidimensionalen (3D) Drucker montiert wurden. Für das verwendete Nanopartikelsystem wurde die dreidimensionale Assemblierung erfolgreich durchgeführt und ein Bereich optimaler Nanopartikelkonzentration identifiziert, um zuverlässig stabile Kryoaerogele aus Cadmiumselenid-Cadmiumsulfid Quantenpunkten herzustellen. Es wurden weitere Arbeiten an der Optimierung des Drucksystems durchgeführt, sowie zusätzliche Parameter und Anpassungen diskutiert. Des Weiteren wurden optische Silikone mit ähnlichen Halbleiter-Nanopartikeln, allerdings mit dünnerer CdS-Schale, funktionalisiert. Zunächst wurde die Einbindung in eine Matrix aus optischem Silikon so weit entwickelt und ertüchtigt, dass eine stabilere Integration in Silikon erreicht werden konnte. Die hier gewonnenen Erkenntnisse wurden in der Entwicklung und Erprobung eines integrierenden optischen Deformationssensors angewendet und könnten zur Entwicklung verformbarer Roboter beitragen. Dieser basiert auf der Wechselwirkung eines anregenden Lichtstrahls mit einem räumlich orientiertenNanopartikel-funktionalisierten-Silikon-Strang und konnte als Konzept mit eindimensionaler Verformung erprobt werden. Durch die Detektion des veränderten optischen Spektrums an der Endfacette und dessen Auswertung kann der Grad der Verformung zuverlässig ermittelt werden. Der so herstellbare Sensor ist in der Lage, den Biegewinkel ohne Überwachung der Zustandsänderung zu ermitteln. Das Konzept kann auf drei Dimensionen oder auf flächige Sensoren übertragen werden.
AB - Thema dieser Arbeit ist die additive Fertigung von Materialien aus Halbleiter- Nanopartikeln, sowie mit Nanopartikeln funktionalisierten, optischen Materialien. Zur Herstellung von Nanopartikel-basierten Makrostrukturen wurden Cadmiumselenid- Cadmiumsulfid Quantenpunkte synthetisiert und verwendet. Zur Assemblierung der Quantenpunkte wurde eine Methode auf Basis der sogenannten Kryogelierung entwickelt. Dabei wird eine wässrige Nanopartikel-Dispersion mittels flüssigen Stickstoffs rapide gefroren und anschließen gefriergetrocknet. Das Prinzip wurde adaptiert, indem ein Kältebad und eine Mikrodosiereinheit für Klebstoffe an einem kommerziellen dreidimensionalen (3D) Drucker montiert wurden. Für das verwendete Nanopartikelsystem wurde die dreidimensionale Assemblierung erfolgreich durchgeführt und ein Bereich optimaler Nanopartikelkonzentration identifiziert, um zuverlässig stabile Kryoaerogele aus Cadmiumselenid-Cadmiumsulfid Quantenpunkten herzustellen. Es wurden weitere Arbeiten an der Optimierung des Drucksystems durchgeführt, sowie zusätzliche Parameter und Anpassungen diskutiert. Des Weiteren wurden optische Silikone mit ähnlichen Halbleiter-Nanopartikeln, allerdings mit dünnerer CdS-Schale, funktionalisiert. Zunächst wurde die Einbindung in eine Matrix aus optischem Silikon so weit entwickelt und ertüchtigt, dass eine stabilere Integration in Silikon erreicht werden konnte. Die hier gewonnenen Erkenntnisse wurden in der Entwicklung und Erprobung eines integrierenden optischen Deformationssensors angewendet und könnten zur Entwicklung verformbarer Roboter beitragen. Dieser basiert auf der Wechselwirkung eines anregenden Lichtstrahls mit einem räumlich orientiertenNanopartikel-funktionalisierten-Silikon-Strang und konnte als Konzept mit eindimensionaler Verformung erprobt werden. Durch die Detektion des veränderten optischen Spektrums an der Endfacette und dessen Auswertung kann der Grad der Verformung zuverlässig ermittelt werden. Der so herstellbare Sensor ist in der Lage, den Biegewinkel ohne Überwachung der Zustandsänderung zu ermitteln. Das Konzept kann auf drei Dimensionen oder auf flächige Sensoren übertragen werden.
U2 - 10.15488/17778
DO - 10.15488/17778
M3 - Dissertation
CY - Hannover
ER -