Energiewende auf der Nanoskala: Prof. Felix Plamper erforscht, wie Polymermoleküle Energie speichern

Professor Plamper im Porträt
Seit 2018 ist der Professor für Grenzflächen und Kolloide am Institut für physikalische Chemie der TU Bergakademie Freiberg tätig. Mit seinem Team beschäftigt er sich mit Energiespeichersystemen auf nanoskopischer Skala.

Prof. Felix Plamper hat 10 bis 100 Nanometer kleine chemische Verbindungen im Blick: Er untersucht insbesondere Kettenmoleküle und verzweigte Moleküle, die über physikalische Wechselwirkungen miteinander verbunden und in Wasser gelöst sind. Liegen diese Polymere als Dispersion in einer Flüssigkeit vor, spricht die Chemie von Kolloiden. Diese Molekül-Aggregate kann Prof. Felix Plamper während der Synthese beeinflussen und sogar darauf hinwirken, dass sie Energie speichern beziehungsweise auch abgeben.

„Diese so genannten Nichtgleichgewichtsmizellen liegen nicht in der günstigsten Struktur vor und geben daher Energie in Form von Wärme ab, wenn sie in eine günstigere Struktur überführt werden“, erklärt Prof. Felix Plamper. Führt man die Polymerketten zu kleinen Schwämmchen zusammen, bilden sie Mikrogele. „In dieser Form ermöglichen die Polymere, neben einer kontrollierten Freisetzung von Wirkstoffen, auch elektrochemische Sensor- und Energiespeicheranwendungen. Denn die Signale und die Energie, die sie abgeben, können zum Beispiel von Elektroden erfasst werden“, veranschaulicht Prof. Felix Plamper.

Von der Herstellung bis zur Anwendung

Arbeitet Prof. Felix Plamper mit den polymerbasierten Lösungen, charakterisiert er diese mit Hilfe von Lichtstreuung und verwendet Oberflächenanalytik und/oder elektrochemische Untersuchungen und fragt dann, wie die Strukturen Energie speichern oder weitergeben können. „Die Erkenntnisse nutzen wir für die Synthese neuer oder die Adaption bestehender Kolloide“, so der Chemiker, der vor seiner Berufung nach Freiberg an der RWTH Aachen tätig war.

Solide Methodenkenntnis möchte Prof. Felix Plamper auch Studierenden und Promovierenden mitgeben. „Ein besonderer Fokus liegt auf den sogenannten Streumethoden, mit denen wir strukturelle Informationen zu den Nanoteilchen in Lösung erhalten können“, erklärt der 43-jährige. Mit dem Wissen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Synthese, über die Eigenschaften bis zur Anwendung der Molekülstrukturen – sind die Absolventinnen und Absolventen gut aufgestellt für das Berufsleben. Außerdem ermuntert der Forscher, der aus dem Nordosten von Bayern stammt, Studierenden dazu, sich nicht entmutigen zu lassen: „Wenn ein Labor-Versuch nicht klappt wie geplant oder eine Klausur nicht das gewünschte Ergebnis bringt, bleibt Frust nicht aus. Eine eigenständige Herangehensweise und eine gesunde Problemlösungskompetenz sind dann umso wichtiger.“

Ansprechpartner: 
Prof. Dr. Felix Plamper, Institut für Physikalische Chemie, Felix.Plamper@chemie.tu-freiberg.de