Materials Chemistry Conference in Birmingham

Es war einmal wieder Zeit für die Material Chemistry (MC) Konferenz, die 14. dieses Namens. Die Aston University in Birmingham war im Juli Gastgeber der Veranstaltung.

Die Materialchemie ist ein weites Feld. Es reicht von Materialien für Energievorrichtungen bis hin zu Polymeren, von biologischen bis hin zu rein theoretischen Anwendungen. Neben den Plenarvorträgen gab es vier parallele Sitzungen, und es war nicht immer einfach für mich zu entscheiden, was für mich von Interesse sein könnte.

Offensichtlich ist das „In“-Material im Moment Perowskit. Perowskit ist ein seit langem bekanntes Mineral (entdeckt 1839), das die Elemente Barium, Titan und Sauerstoff in einer bestimmten Anordnung enthält. Alle diese Elemente können ersetzt werden, und wenn die Verhältnisse eingehalten werden, werden Materialien mit der gleichen Struktur erhalten, aber mit einem überraschenden Spektrum an Eigenschaften. Diese können beispielsweise als Kondensatoren, Supraleiter, in LEDs und seit kurzem auch in der Post-Silizium-Solarzellentechnologie eingesetzt werden.

Ein sehr faszinierender Vortrag betraf das Lösen von Klebstoffen. Das heißt, einen Klebstoff zu erfinden, der sich durch einen Auslöser, eine Chemikalie oder etwas anderes wie Ultraschall, zersetzt und die durch diesen Klebstoff miteinander verbundenen Teile freisetzt. Stellen Sie sich ein Smartphone vor, das mit diesem Klebstoff ausgestattet ist. Nachdem es sein Lebensende erreicht hat, benutzt man einfach diesen Auslöser und das ganze Ding fällt auseinander. Dadurch können die verschiedenen Baueinheiten leicht getrennt und leichter recycelt werden.

Eines meiner Hauptinteressen – zumindest im Moment – sind medizinische Anwendungen. Ein Thema sind Hydrogele, das sind Netzwerke aus hydrophilen Polymeren. Sie können für die Wirkstoffabgabe oder das Tissue Engineering eingesetzt werden. Ein weiteres aufkommendes Thema ist der 3D-Druck von Implantaten und so weiter. So können Ersatzstoffe für Knorpel, Zähne oder Knochen gedruckt werden. Es gibt aber auch biologisch abbaubare Materialien, die in Wunden eingesetzt werden und die Heilung begünstigen. Sie sind „Ankerpunkte“ für biologische Materialien, die entlang des Implantats wachsen und schließlich die Wunde schließen, während das ursprüngliche Implantat abgebaut wird. Die Ideen gehen noch weiter: das Drucken ganzer Organe, zum Beispiel eines Herzens. Die Drucktechnologie ist ziemlich weit fortgeschritten, aber die Materialien für medizinische Anwendungen bedürfen noch der Entwicklung – und natürlich der Zulassung durch die FDA und andere Aufsichtsbehörden.

Noch ein Thema ist natürlich die Energie. Obwohl Lithium-Ionen-Batterien heute Stand der Technik sind, gibt es noch viele Fragen zu beantworten und Probleme zu lösen. Ein Vortrag betraf beispielsweise eine Studie zur Elektrodenherstellung für LIBs. Die Herstellung von LIBs ist ein langer Prozess und ein Schritt ist ein Formationsprozess, der mehrere Wochen dauert! Die Forschungsgruppe untersuchte die verschiedenen Schritte und versuchte, den gesamten Prozess zu verkürzen. Aber obwohl einige faszinierende Ideen präsentiert wurden, wird deren Umsetzung in den aktuellen Prozessen noch lange auf sich warten lassen. Wie schade.

Es gab noch viele andere Themen und ich habe sicherlich einiges Interessantes verpasst. Aber alles in allem habe ich viel gelernt und es war eine inspirierende Veranstaltung, die zeigte, dass die Chemie im Zentrum für die Lösung vieler der Probleme steht, mit denen die Welt heute konfrontiert ist.