Leichte SpracheTCC Quarz – leitfähige, transparente Beschichtungen von Quarz
links: Links: Unbeschichteter und mit einer dotierten Zinn (IV)-Glasur beschichteter Quarz, rechts: jeweils mit einer elektronenmikroskopischen Aufnahme (Maßstab 5 µm) rechts: PROJEKTLEITUNG
Die Funktionalisierung von Oberflächen, um die Eigenschaften eines Materials zu verbessern, zu verändern oder die Lebensdauer zu erhöhen, ist heutzutage omnipräsent. Insbesondere bei der Beschichtung von Glas sind neben optischen Schichten auch elektrisch leitende, transparente Schichten in den Fokus des Interesses gerückt. Die Synopse von elektrischer Leitfähigkeit und optischer Transparenz lässt sich neben dünner Schichten leitfähiger Polymere oder Metalle auch durch transparente leitfähige Oxide (transparent conductive oxides, TCO) oder Kohlenstoffnanoröhren verwirklichen.
Ziel des Projektes war es, geeignete Methoden und Materialien für eine Beschichtung von Quarz zu identifizieren und die physikalischen und technischen Herausforderungen, die bei der Herstellung von TCC-Quarz entstehen, zu lösen. Dazu wurden diverse Beschichtungsverfahren, wie Fällungsreaktionen und Polyolverfahren, auf ihre Anwendbarkeit zur Generierung verschiedener leitfähiger Beschichtungen von Quarzsand geprüft. Besonders aussichtsreiche Ergebnisse konnten mit dotierten Zinn (IV)-Glasuren erzielt werden. Das erfolgversprechendste Beschichtungsverfahren konnte durch eine Kombination von Suspendierung mit einem speziellen Mischer, anschließender Trocknung, gefolgt von Kalzinierung gewonnen werden. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt ermöglichen neben einer fundierten Bewertung von Beschichtungsverfahren und Materialien auf Quarzsand die Voraussetzungen für eine ressourcenschonende Wertschöpfung durch Funktionalisierung kostengünstiger Ausgangsstoffe, beispielsweise in der Mineralindustrie.
