Elektroneninduzierte Prozesse & Verfahren

Linear-Elektronenbeschleuniger mit Probenscanner.

Die Aufklärung chemischer Elementarreaktionen technologisch wichtiger Schritte und darauf aufbauend die Optimierung ganzer technologischer Prozesse stehen im Mittelpunkt der aktuellen Forschungsarbeiten des Forschungsschwerpunkts. Für die Bestrahlung und Modifizierung vom Materie bzw. Materialoberflächen mit hochenergetischen Elektronen steht ein 10MeV Linearbeschleuniger in einem Applikationslabor zur Verfügung. Materialmodifikationen werden mit  spektroskopischen Verfahren mit hoher Zeitauflösung und diversen weiteren analytischen Methoden verfolgt. Quantenchemische Rechnungen helfen beim Verständnis der Ergebnisse.
Ein Schwerpunkt der aktuellen Arbeiten ist die elektroneninitiierte Oberflächenmodifizierung von Kohlenstoffmaterialien wie Graphen, Nano-Röhrchen oder Nanodiamanten.
Mittels Elektronenbestrahlung erzeugte  Fehlstellen-Farbzentren in Nanodiamanten zeigen ebenso ein hohes Anwendungspotential, beispielsweise in der Biomedizin oder Sensorik.
Weiterhin werden Prozesse an inneren Oberflächen bei der elektronenstrahl-basierten Modifizierung von Membranen sowie die Herstellung von hochporösen monolithischen Materialien (Cryogelen) und deren (Bio-) Funktionalisierung erforscht.

Ausgewählte Publikationen

  • Y. M. Riyad, S. Naumov, S. Schastak, J. Griebel, A. Kahnt, T. Häupl, T. Claudepierre, D. Guldi, B. Abel, R. Hermann, Chemical Modification of a Tetrapyrrole-Photosensitizer: Tuning Application and Photochemical Action beyond the Singlet Oxygen Channel, J. Phys. Chem. B 118 (2014) 11646 - 11658.
  • R. Flyunt, W. Knolle, A. Prager, A. Lotnyk, J. Malig, A. Kahnt, D. Guldi, B. Abel, Mechanistic Aspects of the Radiation-Chemical Reduction of Graphene Oxide to Graphene-Like Materials,
    Int. Journal of Radiation Biology 90(4) (2014), 486-494.

  • E. I. Wisotzki, M. Hennes, C. Schuldt, F. Engert, W. Knolle, U. Decker, J. A. Käs, M. Zink, S.G. Mayr, Tailoring the material properties of gelatin hydrogels by high energy electron irradiation,
    Journal of Materials Chemistry B 2(27) (2014), 4297-4309.

  • C. Elsner, D. Heinz, A. Prager, W. Knolle, K. Zimmer, Phase separation micromoulding and photopatterning based on radiation induced free radical polymerisation of acrylates for the microfabrication of porous monolithic structures, J. Micromech. Microeng. 24 (2014) 095002.

  • Tallaire , M. Lesik , V. Jacques, S. Pezzagna, V.Mille, O. Brinza, J. Meijer, B. Abel, J.F. Roch, A. Gicquel, J. Achard, Temperature dependent creation of nitrogen-vacancy centers in single crystal CVD diamond layers, Diamond & Related Materials, 51 (2015) 55–60.