Diamantoide für die Optimierung von Wärmeleitpasten

Eine enabling technology der Justus-Liebig-Universität Gießen

Bei den Diamantoiden handelt es sich um Moleküle, deren Gerüststruktur einen Ausschnitt aus dem Diamantgitter darstellt. Infolge ihrer Größe im Bereich 0.5–2 nm können sie als „Nanodiamanten“ mit Wasserstoffterminierter Oberfläche angesehen werden. Sie weisen trotz ihrer geringen Größe mehrere für Diamant charakteristische Eigenschaften auf, zum Beispiel eine negative Elektronenaffinität und vor allem chemische Inertheit. Eine weitere charakteristische Eigenschaft von Diamant ist seine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit.

Grundlage der vorliegenden Produktidee ist es daher, die erfindungsgemäßen Diamantane für die Herstellung bzw. Optimierung von Wärmeleitpasten zu verwenden.

Stand der Technik: Im Stand der Technik werden Wärmeleitpasten üblicherweise in Form von pastösen Suspensionen gut wärmeleitfähiger Partikel, z.B. aus Zinkoxid, Aluminium, Kupfer oder Silber hergestellt. Die Güte der Wärmeleitung hängt im Wesentlichen von der Packungsdichte der Partikel ab.

Grundgedanke der Verwendung von Diamantoiden für Wärmeleitpasten ist es, entweder durch Einbringen als nanometer-, bzw. sub-nanometergroßer Partikel die Packungsdichte der für die Wärmeleitfähigkeit relevanten Partikel zu erhöhen oder durch Lösen der Diamantoide in der Pastenmatrix die Wärmeleitfähigkeit des Dispersionsmediums an sich zu erhöhen.

Stand der Entwicklung: Bei der zur Verfügung stehenden Innovation handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung von zweifach nitroxylierten Diamantoiden, deren periphere Funktionalität vielfältig weiter variiert (substituiert) werden kann. Je nach Wahl der Substituenten am Diamantan können die Reaktivitäts- und Löslichkeitseigenschaften verändert werden; auch eine kovalente Anbindung an die Partikeloberfläche ist – je nach Wahl des Partikels und der reaktiven Gruppe am Diamantoid – möglich. Infolge der Zweifachsubstitution können – bei geeigneter Funktionalisierung – auch Verknüpfungsreaktionen bis hin zu Polymerisationen realisiert werden. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Ausbeute bzw. Selektivität aus: Mittels einfacher Säurebehandlung können im Rohproduktgemisch enthaltene Diamantoide mit nicht-apikalen Substituenten umgelagert werden, so dass mit hoher Selektivität bzw. Ausbeute apikal bifunktionalisierte Diamantane erhalten werden.

Produktstatus: Von Seiten der Erfinder können kurzfristig Materialproben für die Durchführung von Versuchen zur Verfügung gestellt werden.

Weitere Anwendungsfelder: Die Diamantoide können unter anderem auch für transparente und kratzfeste Oberflächen genutzt werden.

Patentstatus: Aufbauend auf einer prioritätsbegründenden deutschen Patentanmeldung von 2005 liegen eine erteilte europäische Patentanmeldung mit Validierungen in Deutschland, Frankreich, Großbritannien und den Niederlanden, sowie ein ebenfalls erteiltes US-Patent aus dem Jahr 2008 vor.

Kooperationsmöglichkeiten: Die TransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbH sucht im Auftrag ihrer Gesellschafter-Hochschule für diese Innovation insbesondere Entwicklungspartner, um die Produktidee weiterzuentwickeln.

Kontakt:
TransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbH
Geschäftsbereich Patente und Innovationen
Niklas Günther M.A.
Kerkrader Str. 3
35394 Gießen
Tel.: +49-(0)641-94364-53
Fax: +49-(0)641-94364-55
niklas.guenther@transmit.de

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Hertha-Margarethe Kerz

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