| Ziel des AEROWOOD-Projektes ist die Entwicklung von neuen Verfahren zur Herstellung hochporöser, ultraleichter Aerogele aus dem mengenmäßig bedeutsamsten nachwachsenden Rohstoff Holz sowie dessen polymeren Hauptbestandteilen Zellulose, Hemizellulose, und Lignin. Systematische Untersuchungen zu den Wechselbeziehungen zwischen chemischer Struktur der Ausgangsmaterialien, deren Lösungs-, Vernetzungs-, Koagulations- sowie Trocknungsverhalten und den Eigenschaften der hergestellten Materialien sollen zum besseren Verständnis der Mechanismen der Bildung entsprechender Hydro-, Organo-, Aero- oder Carbogele beitragen. Es wird erwartet dass auf Grundlage der Ergebnisse dieser Arbeiten künftig Aero- und Carbogele hergestellt werden können, deren Eigenschaften sich anwendungsspezifisch einstellen lassen. Darüber hinaus sollen neue Verfahren entwickelt werden mit deren Hilfe die hochporösen Materialien mechanisch verstärkt, mit bioaktiven Verbindungen modifiziert, mit funktionellen Verpackungskomponenten kombiniert und mit Quantumdots oder Sensormolekülen kovalent funktionalisiert werden können. Mit dem Fokus auf biomedizinischen Anwendungen sowie der Entwicklung intelligenter, aktiver Verpackungsmaterialien sollen diese Verfahren erprobt und weiter verbessert werden.
Die Rolle des österreichischen Partners im AEROWOOD-Projekt besteht in der Leitung von WP 4 „Lignin-basierende Hydro, Aero- und Carbon-Aerogele“ und Mitarbeit in WP 2 „Cellulose-basierende Aerogele“. Hauptziele von WP 4 sind die (Weiter)-Entwicklung von nanoporösen Lignin-Aerogelen bzw. deren Überführung in Kohlenstoff-Aerogele. Durch Entwicklung neuer Aktivierungs-, Vernetzungs- und Pyrolysetechniken sollen Möglichkeiten zur gezielten Einstellung anwendungsrelevanter Parameter wie Porosität, Porengeometrie, Porengrößenverteilung, spezifische Oberfläche, Netzwerkstruktur oder mechanische Eigenschaften untersucht und für ausgewählte Anwendungen optimiert werden. Während bei den Lignin-Aerogelen ein Anwendungsfokus zunächst auf der thermischen Hochleistungsisolation liegt, sollen parallel andere Materialien mittels Hochtemperaturpyrolyse in Kohlenstoff-Aerogele überführt werden, deren Einsatz als Elektrodenmaterial in ausgewählten elektrochemischen Anwendungen geprüft wird. Im AEROWOOD Arbeitspaket WP 2 sollen darüber hinaus Verfahren zur Herstellung semitransparenter Cellulose-Aerogele und deren Funktionalisierung mit kovalent immobilisierten core/shell Quantumdots (QDs) entwickelt werden, die ein großes Anwendungsspektrum in der Optoelektronik, Photovoltaik, 3D-Displaytechnik, oder biomedizinischen Sensorik aufweisen. Durch Verwendung von QD-Bestandteilen signifikant geringerer Toxizität (Kupfer, Indium, Zink) sowie der kovalenten Immobilisierung von QDs soll das im Zusammenhang mit lungengängigen Nanopartikeln stehende potentielle Gesundheitsrisiko für Anwender deutlich verringert werden.
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