Green Chemistry & Nanotechnologie

(Arbeitsgruppe Dr. Thomas Mayer-Gall)

Green Chemistry befasst sich mit umweltfreundlicher Produktion und Anwendung von Chemie. Im Fokus stehen umweltfreundliche Produktionsschritte, wie z.B. das Sparen von Wasser und Energie oder der Wechsel auf wasserbasierte Beschichtungen. Aus diesen Ansätzen leiten wir neue Produkte für den Umweltschutz, zur Steigerung der Ressourceneffizienz bzw. neue Recyclingstrategien, ab. Themen am DTNW sind neue halogenfreie und damit umweltfreundliche Flammschutzmittel, textilbasierte Adsorbersysteme* für den Umweltschutz (Grundwassersanierung, Mikroschadstoffentfernung) oder zur Rückgewinnung von Ressourcen aus Fertigungsprozessen bzw. Urban Mining/Textile Mining.

Ein wichtiges weiteres Thema sind neue grüne Ansätze für antibakterielle bzw. Antifouling-Ausrüstungen, welche ohne klassische Biozide, welche für die Anwendung freigesetzt werden müssen, wie Silber oder quaternären Ammoniumgruppen auskommen.

Der Themenkomplex Green Chemistry befasst sich zudem mit dem Themenkomplex Licht und wie man fluorfreie, mit der Hilfe von Licht selbstreinigende Oberflächen erstellen kann. Bzw. wie man Textilien so Ausrüsten kann, dass sie eine Wärmereflektion ermöglichen, sodass unter einer Textilkonstruktion eine geringere Aufheizung stattfindet, bzw. die Wärme z.B. in einem Zelt bleibt.

*zwischen der Arbeitsgruppe Mayer-Gall und der Arbeitsgruppe Opwis besteht eine enge Kooperation beim Thema textilbasierte Adsorbersysteme und Flammschutz.

Nanotechnologie befasst sich mit der Änderung vertrauter Eigenschaften, wenn sich die Größe von Materialien auf nur einige Nanometer reduziert. Dies kann beispielsweise die katalytische Wirksamkeit eines Materials extrem steigern oder dazu führen, dass sich die Eigenschaften eines Komposites verbessern. Das DTNW beschäftigt sich mit Möglichkeiten, die sich aus der konsequenten Anwendung der Nanotechnologie für die Funktionalisierung von Textilien ergeben, wenn es beispielsweise um die Verbesserung der Scheuerbeständigkeit, das Erzielen antistatischer Eigenschaften oder die Beständigkeit eines Textils in aggressiven Atmosphären geht. Zum Themenfeld der Nanotechnologie gehört auch der Thema Nanofaser und neue Materialien für Energiespeicher, welche in enger Kooperation mit der AG Wego erforscht wird.

Unsere Forschungsschwerpunkte:

• Synthese und Produktion funktioneller Nanopartikel
• Nanofaser durch Elektrospinnen
  • Nanoglasfaser
  • Nano-Kohlenstofffaser
  • Nanoseide
• Nanofasern durch Defibrillation von Faserpolymeren
• Anorganisch-organische Hybridpolymere (Herstellung von Hybridmaterialien mit organischen und anorganischen Domänen mit neuen Eigenschaften)
• Lichtaktive Textilien (z.B. IR-Reflexion & Passive Radiation Cooling, UV-Schutz, selbstreinigende Textilien, antibakterielle Wirkung)
• Grüner Flammschutzmittel (Entwicklung halogenfreier Flammschutzmittel):
  • Textilien
  • Faserverstärkte Kompositwerkstoffe
  • Holz
  • Wood-Plastic-Composites (WPC), Kabelummantelungen, Elektronik Gehäuse (E&E)
  • Transparente Polymere
  • 3D-Druck
• Textilbasierte Adsorbersysteme
  • PFT/PFC
  • Nitrat/Phosphat
  • Mikroschadstoffe (Pharmazeutika, Pestizide etc.)
• Neuartige Detektorsysteme für Organometallika in der Umwelt
• Recycling von Textilien

Innerhalb der AG Green Chemistry & Nanotechnolgy werden Master-, Bachelor und Praktikumsarbeiten der:

• Universität Duisburg-Essen
• Hochschule Niederrhein (Campus Krefeld (Chemie) & Campus Mönchengladbach)
• Hochschule Rhein-Waal (Campus Kamp-Lintfort)
• Hochschule Hamm-Lippstadt (Campus Lippstadt)

betreut.

Projektpartner

UDE, IUTA, HSHL, HSB, TU Dortmund, WKI, KIMW

Leiter der Arbeitsgruppe

Dr. Thomas Mayer-Gall
Tel.: +49-2151-843-2015
e-Mail: mayer-gall@dtnw.de

Wissenschaftliche Mitarbeiter der AG Mayer-Gall

Dr. Wael Ali
Flammschutzmittel und Nanofasern

Tel.: +49-2151 843-2028
Tel: +49-201 183-3047
e-Mail: ali@dtnw.de

Dr. Alaa Salma
textilbasierte Adsorbersysteme

Omid Etemad-Parishanzade
Antibakterielle bzw. -fouling Oberflächen und IR-Reflektierende Beschichtungen

Dr. Dominic Danielsiek
Rauchunterdrückende Ausrüstungen für Textilien

Doktoranden

Valbone Shabani
Flammschutzmittel als Polymeradditive

Masterstudierende

Raphael Otto (UDE)
Flammschutzmittel als Polymeradditive für 3D Druck

Mustafa Cetin (UDE)
Herstellung und Charakterisierung von elektrogesponnenen Kohlenstoffnanofaserkompositen mit Kupfer- und Nickel/Eisenoxid-Nanopartikel

Nadine Köpke (HSNR)
Flammschutzmittel für PET-Textil

Bachelorstudierende

Ana Raquel Lema Jimenez (HSNR)
Laura Chromik (HSNR)
Flammschutz- und Rauchunterdrückungseigenschaften von neuartigem Phosphor-, Stickstoff-, Silan- und Organobor-Hybridmaterial für Zellulosegewebe.

Alumni

Malte Prell (HSNR, Bachelorarbeit)
Dr. Thomas Straube (Dissertation AZO-Nanopartikel)
Dana Lauer (UDE)
Hung Ming Phan (HSRW, Bachelorarbeit)
Mohamed Salam (UDE, Bachelorarbeit)
Didem Ibas (UDE, Masterarbeit)
Dennis Killa (UDE, Masterarbeit)
Nirtharsan Paransothy (UDE, Masterarbeit)
Seden Caglar (UDE, Vertiefung & Masterarbeit)
Samitha Amaradasa (HSNR, Masterarbeit)