Dipl.-Chem. Willi Max Leopold
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Forschungsgebiet
Sol-Gel basierte Korrosionsschutzschichten auf Metalloberflächen
Korrosion ist ein unvermeidlicher Prozess, bei dem Metalle durch (elektro-)chemische Reaktionen allmählich abgebaut werden. Dieser Materialverlust führt zu extremen Kosten und birgt ein erhebliches Gefahrenpotenzial, weshalb der Korrosionsschutz von großer Bedeutung ist. Ein Großteil metallischer Oberflächen wird passiv durch Beschichtungen geschützt. Moderne, umweltfreundliche Lösungen sind gefragt, um den Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Sytemen zu minimieren und Alternativen zu toxischen Komponenten wie Chrom(VI) zu finden. Die Sol-Gel-Technologie bietet eine vielversprechende Möglichkeit, organische und anorganische Funktionalitäten zu verbinden und so einzigartige hybride Beschichtungen herzustellen.
Die Komplexität des Prozesses beginnt mit der Synthese von Nanopartikeln (Sol), bei der die Reaktionsführung eine entscheidende Rolle spielt. Das anschließende Mischen mit weiteren Komponenten zur Beschleunigung der Gelierung, die Applikation sowie die Bedingungen, unter denen die Beschichtungen aushärten, beeinflussen das System weiter. Um die zahlreichen Einflussfaktoren zu bestimmen und zu optimieren, wird die Methode der Versuchsplanung eingesetzt. Abschließend werden die Eigenschaften der Beschichtungen charakterisiert. Dabei kommen elektrochemische Methoden wie die Impedanzspektroskopie und Stromdichte-Potential-Kurven zum Einsatz, um die antikorrosive Wirkung zu bewerten. Neben dem passiven Schutz der Schichten sind auch mechanische Eigenschaften (bspw. Haftfestigkeit, Härte und Schichtdicke) von Bedeutung. Weitere analytische Methoden werden verwendet, um die zugrunde liegenden Mechanismen zu untersuchen und aufzuklären. Diese Arbeit wird im Rahmen einer Landesinnovationspromotion durch die ESF Plus-Richtlinie Hochschule und Forschung finanziert.
Lebenslauf
2018–2024 Diplomstudium der Chemie, TU Bergakademie Freiberg
2024–2025 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Anorganische Chemie, TU Bergakademie Freiberg
2024–aktuell ESF (Europäischer Sozialfonds) geförderter Promotionsstudent Thema: Sol-Gel basierte Korrosionsschutzschichten auf Metalloberflächen
2025–2026 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Anorganische Chemie, TU Bergakademie Freiberg Mitarbeit im Projekt SubChromSol- Entwicklung von Sol-Gel-Korrosionsschutzschichten
2026–aktuell wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Anorganische Chemie, TU Bergakademie Freiberg Mitarbeit im Projekt CFKShield- Sol-Gel-Beschichtungsentwicklung für Faserverbundkunststoffe
Veröffentlichungen
- M. Bös, L. Gabler, W. M. Leopold, M. Steudel, M. Weigel, K. Kraushaar, „Molecular Design and Nanoarchitectonics of Inorganic-Organic Hybrid Sol-Gel Systems for Antifouling Coatings“, Gels 2024, 10, DOI 10.3390/gels10120768.
- W. M. Leopold, K. Kraushaar, E. Kroke, „Protective Hybrid Sol-Gel Coatings. A Design of Experiments approach.“, Eur. Coat. J. 2026, 48–52.
- W. M. Leopold, K. Kraushaar, E. Kroke, „Design of Experiments for Optimizing Sol-Gel Cor rosion Protection Coatings“, CoatingsTech 2026, accepted.
Vorträge
- W. M. Leopold, „Improvement of mechanical and anticorrosive properties of hybrid sol-gel coatings using design of experiments“, 13. Mitarbeiterworkshop Hauptgruppenelementche mie, Bielefeld, 12. bis 15. September 2024.
- W.M.Leopold, „Enhanced Mechanical and Anti-Corrosive Properties of Hybrid Sol-Gel Coa tings Through Statistical Optimization Methods“, 2nd ISGS PhD Student eMarathon, Online, 12. März 2025.
- W. M. Leopold, „Mechanical and anti-corrosive properties of hybrid sol-gel coatings“, Euro pean Coatings Show 2025, Nürnberg, 25. März 2025.
- W. M. Leopold, „Design of Experiments for Optimizing Sol-Gel Corrosion Protection Coa tings“, American Coatings Show & Conference 2026, Indianapolis, 05. Mai 2026.
Poster
- W. M. Leopold, K. Kraushaar, E. Kroke, „Improvement of mechanical and anticorrosive pro perties of hybrid sol-gel coatings using design of experiments“, Mitteldeutschen Anorganiker Nachwuchssymposium 2024, Chemnitz, 06. September 2024.
- K.Kraushaar, M.Bös,L.Gabler, W. M.Leopold, M.Steudel, M. Weigel, E. Kroke, „Sol-gel for mulations as functional- and protective coatings“, GDCh Conference on Inorganic Chemistry of the Divisions of Solid-state Chemistry & Materials Research and Wöhler Association for Inorganic Chemistry, München, 16. bis 18. September 2024.
- W. M. Leopold, K. Kraushaar, E. Kroke, „From Molecules to Materials: Tuning Sol-Gel Coatings through Experimental Design“, 9th Freiberg PhD Conference 2025, Freiberg, 06. Juni 2025.
- W. M. Leopold, K. Kraushaar, E. Kroke, „Improvement of mechanical and anticorrosive pro perties of hybrid sol-gel coatings using design of experiments“, 2. FutureLab Summit der Ingeborg-Gross-Stiftung, Karlsruhe, 18. Juni 2026.
Impressionen aus dem Laboralltag
