Life Sciences und
Facility Management

Fachgruppe Funktionsmaterialien und Nanotechnologie

«Lehre tut viel, aber Aufmunterung tut alles.» - Johann Wolfgang von Goethe -

Prof. Dr. Christian Adlhart
Leiter Fachgruppe Funktionsmaterialien und Nanotechnologie

Die Fachgruppe Funktionsmaterialien und Nanotechnologie setzt mit ihrer Forschung und Entwicklung überall dort an, wo Materialien an Grenzflächen eingesetzt werden. Der Forschungsschwerpunkt Smart Materials bedeutet für uns, Fasern zu entwickeln, die gezielt Arzneimittel abgeben oder spezifische Funktionen wie die Abscheidung von Chrom aus Abwasser erfüllen. Das erreichen wir durch eine massgeschneiderte Funktionalisierung ihrer Oberfläche. Wir erzeugen unsere Nanofasern mittels Elektrospinnen im Labor und im Pilot-Massstab. Smart Materials beinhaltet auch die Suche nach dem Ersatz bestehender Stoffe durch Biomaterialien oder die Synthese von Fasern, die CO₂ aus Luft ernten.

Ein weiterer Schwerpunkt sind Adsorptionsmaterialien für per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS): Wir charakterisieren ihre Adsorptionsleistung, modellieren ihr Verhalten und entwickeln Materialien für die gezielte Entfernung von PFAS aus Wasser. Für ihre Charakterisierung und die Funktionsprüfung steht uns ein breites Spektrum mikroskopischer und spektroskopischer Techniken zur Verfügung. Für die fluorbezogene Analytik liegt unser Schwerpunkt auf der Verbrennungsionenchromatographie (CIC).

Kompetenzen und Forschung

Möglichkeiten der Zusammenarbeit bieten sich im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten, Dienstleistungsaufträgen oder Bachelor- und Masterarbeiten in den folgenden Bereichen.

Funktions- und Biomaterialien sowie Nanotechnik

  • Entwicklung von nanofaserbasierten Membranen für Filtrationszwecke
  • Entwicklung von nanofaserbasierten hochporösen Schwämmen für das Tissue Engineering
  • Verkapselung und kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen mittels Nanofasern
  • Entwicklung von Nanofasern aus Biomaterialien wie Kohlenhydraten, Chitosan oder Proteinen
  • Stabilisierung von Molekülen durch Einschluss in nanoporöse Materialien
  • Entwicklung neuer Säulenmaterialien für die Chromatographie

PFAS Adsorptionsmaterialien und Analytik

  • Charakterisierung und Entwicklung von Adsorptionsmaterialien für die Entfernung von PFAS aus Wasser
  • Modellierung von Adsorptionsisothermen und Durchbruchskurven zur Bewertung des Materialverhaltens in Filtrationsanwendungen
  • Analytischer Schwerpunkt Verbrennungsionenchromatographie (CIC): Bestimmung von Fluor-Summenparametern wie Gesamtfluor (TF), gesamtem organisch gebundenem Fluor (TOF) und adsorbierbarem organisch gebundenem Fluor (AOF)
  • Untersuchung von Fluor-Summenparametern in unterschiedlichen Matrizes wie Wasser, Boden, Schlamm und Gülle
  • Ergänzende PFAS-Target-Analytik mittels LC-MS/MS zur Bestimmung ausgewählter Einzelverbindungen

Oberflächenanalytik

  • Analyse und Beurteilung von Oberflächen mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM)
  • Analyse von Oberflächen mittels konfokaler Ramanmikroskopie
  • Messung der Oberflächenladung (Zetapotential) von Pulver, Fasern, Membranen und Geweben mittels Strömungspotentialmessungen
  • in-vivo/in-vitro Studien zur Hautpenetration von Wirkstoffen

Filtrationstechnik

  • Beratung bei der Auswahl geeigneter Filtrationssysteme und Filterhilfsmittel
  • Systematische Untersuchung und Auswahl von Filterhilfsmitteln
  • Tiefenfilterschichtenentwicklung – Einsatz neuartiger Fasern und/oder anorganischer Materialien
  • Massgeschneiderte Filtrationsprodukte für die gezielte Entfernung von «Verunreinigungen»
  • Dienstleistungen zur Optimierung von industriellen Filtrationsprozessen

Spezielle Techniken

  • Verbrennungsionenchromatographie (CIC) für Fluor-Summenparameter
  • LC-MS/MS für ergänzende PFAS-Target-Analytik
  • Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit EDX
  • Konfokale Ramanmikroskopie (532, 671, 785 nm)
  • Fluoreszenzfreie Raman Spektroskopie
  • Multiphotonen Mikroskopie
  • In vivo Raman Mikroskopie (RiverD Model 3510 Skin Composition Analyzer)
  • Zetapotentialmessung
  • BET Oberflächenmessung
  • Porengrössenanalyse
  • Partikelgrössenbestimmung (DLS und NTA)
  • Dynamische Kontaktwinkel Messung
  • Elektrospinning Apparaturen im technischen Massstab
  • Laborfiltrationsanlagen (Tiefenfiltration und Mikrofiltration)
  • Porengrössenanalyse
  • Partikelgrössenbestimmung (DLS und NTA)
  • Dynamische Kontaktwinkelmessung
  • Elektrospinnanlagen im Pilotmaßstab
  • Laborfiltrationsanlagen (Tiefenfiltration und Mikrofiltration)

Publikationen

Veröffentlichungen & News

Mit effizienter Diagnostik Leben retten (Transfer Spezial 1/2025), Seite 4
Ganzheitliche Wertschöpfungsketten biobasierter Materialien(PDF 478,6 KB) (Transfer Spezial 2/2022)
Verarbeitung von Biopolymeren zu 3D-Nanofaser-Schwämmen(PDF 86,8 KB) (Transfer Spezial 2/2022)
Filtrieren nach dem Austern-Prinzip(PDF 3,9 MB) (Transfer 2-2021)
Auf der Suche nach dem perfekten Atemfilter(PDF 356,2 KB) (Transfer 1/2020)
Wie eine digitale Plattform aus Abfällen Ressourcen macht(PDF 207,8 KB) (Auszug Impact 3817)
Dem Menschen in die Haut geschaut(PDF 104,9 KB) (Transfer 2/2011)

Team

Leitung und Dozierende

Wissenschaftliche Mitarbeitende

Wissenschaftliche Assistierende