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Information für die Wissenschaft Nr. 59 | 14. August 2019
Schwerpunktprogramm „Nanopartikelsynthese in Sprayflammen SpraySyn: Messung, Simulation, Prozesse“ (SPP 1980)

Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im März 2016 die Einrichtung des Schwerpunktprogramms „Nanopartikelsynthese in Sprayflammen SpraySyn: Messung, Simulation, Prozesse“ (SPP 1980) beschlossen. Als Laufzeit sind sechs Jahre vorgesehen. Die DFG lädt hiermit ein zur Antragstellung für die zweite dreijährige Förderperiode.

Die Sprayflammensynthese bietet einen vielversprechenden Ansatz zur Herstellung funktionaler Nanomaterialien. Bereits heute ist durch vielfältige Arbeiten im Labormaßstab das Potenzial des Verfahrens zur Herstellung technologisch hochrelevanter Materialien nachgewiesen. Im Vergleich zu existierenden großtechnischen Gasphasenprozessen bietet die Sprayflammensynthese den Zugang zu einer Fülle an Materialien, die sich nicht mit anderen Prozessen herstellen lassen. Die tatsächliche industrielle Nutzung scheitert bisher aber häufig an der Notwendigkeit des Einsatzes teurer Ausgangsstoffe und einem unzureichenden Prozessverständnis. Diese Situation soll im Rahmen des Schwerpunktprogramms durch einen interdisziplinären Ansatz überwunden werden, der die Grundlagen für die praktische Nutzung und (weitere) industrielle Verbreitung der Sprayflammensynthese schafft. Die Chancen hierfür sind hervorragend, da sich – bisher isoliert in verschiedenen Fachdisziplinen – in den letzten Jahren ein experimentelles, theoretisches und simulationstechnisches Instrumentarium entwickelt hat, mit dem eng verwandte Teilprozesse erfolgreich untersucht und beschrieben werden können.

Ziel des Schwerpunktprogramms ist, diese – in sich bereits komplexen – Ansätze für die Untersuchung und theoretische Beschreibung von Sprayflammensyntheseprozessen zu ertüchtigen und in einem interdisziplinären Netzwerk zusammenzuführen. Somit lassen sich Teilprozesse analysieren und die Kenntnisse in einem Gesamtmodell integrieren, sodass erstmals die Chance zu einem fundamentalen Prozessdesign eröffnet wird. Dadurch sollen teure Ausgangsmaterialien substituiert und in den Industriemaßstab skalierbare Verfahren entwickelt werden, die die gezielte Herstellung von Materialien mit einem weiten Eigenschaftsspektrum ermöglichen.

Dieser Ansatz fußt auf der Entwicklung und Anwendung von spezifischen In-situ-Analytikverfahren, der Erstellung von chemischen Mechanismen durch grundlegende kinetische Experimente und theoretische Berechnungen und einer umfassenden, an das Problem angepassten Simulation der Prozesskette Prekursorlösung – Spray/Tropfen – Flamme – Partikel. Eine Schlüsselstellung nimmt die Nutzung eines in der ersten Projektperiode entwickelten Standardexperiments (SpraySyn-Brenner) ein, das international als Referenzexperiment mit umfangreichem Validierungsdatensatz etabliert wird und langfristig als Ankerpunkt der Erforschung und Entwicklung der Partikelsynthese in Sprayflammen dienen wird.

Das Schwerpunktprogramm beschränkt sich auf die Herstellung oxidischer Nanopartikel; in Einzelfällen können auch metallische Systeme von Interesse sein, keinesfalls jedoch Ruß oder kohlenstoffbasierte Nanopartikel. Die Betrachtung nachgeschalteter Vorgänge zur Morphologievariation des primär gebildeten Produkts sowie die Untersuchung von isolierten Einzelaspekten sind nicht Teil dieses Schwerpunktprogramms.

Das Schwerpunktprogramm gliedert sich in die Themenblöcke:

  • Theorie und Simulation (Molekulare Interaktion, chemische Reaktion, Partikelinteraktion, Wechselwirkungen mit der (turbulenten) Strömung)
  • In-situ-Messtechnik (Spray, Tropfen, Partikel, Gasphasen-Konzentrationen und -Temperaturen, Geschwindigkeiten)
  • Prozesse (Spray, Brenner, Gasführung)

Die enge thematische Verknüpfung dieser Blöcke hat eine zentrale Bedeutung im Schwerpunktprogramm. Teilprojekte innerhalb des Programms sollen mindestens zwei der vorgenannten Themenblöcke abdecken und sollen alle drei Phasen (fest: Partikel, flüssig: Lösung, gasförmig: Flamme) des Sprayflammensyntheseprozesses berücksichtigen. Dies kann beispielsweise die Kombination von Experiment und Simulation in der Modellflamme, die experimentelle Untersuchung von Einzelprozessen und deren Beschreibung in Submodellen oder die simulationsgestützte Entwicklung und Untersuchung von Gesamtsystemen sein.

Als verbindendes Element dienen eine gemeinsame Modellkonfiguration („SpraySyn-Brenner“) und die Fokussierung auf festgelegte Materialsysteme. Alle Teilprojekte werden unmittelbar von einer (in den meisten Fällen aber von beiden) dieser Festlegungen beeinflusst und somit die Kohärenz des Schwerpunktprogramms gewährleistet. Für die Antragstellung essenzielle Informationen zu diesen Elementen finden sich auf der Webseite

Reichen Sie Ihren Antrag für die zweite Förderperiode bitte bis spätestens 4. Februar 2020 bei der DFG ein. Die Antragstellung erfolgt ausschließlich über das elan-Portal zur Erfassung der antragsbezogenen Daten und zur sicheren Übermittlung von Dokumenten.

Sofern Sie beabsichtigen, einen Neuantrag einzureichen, wählen Sie bitte unter „Antragstellung – Neues Projekt – Schwerpunktprogramm“ im elektronischen Formular aus der angebotenen Liste „SPP 1980 – Nanopartikelsynthese in Sprayflammen SpraySyn: Messung, Simulation, Prozesse“ aus.

Handelt es sich bei dem Antrag innerhalb dieses Schwerpunktprogramms um Ihren ersten Antrag bei der DFG, beachten Sie, dass Sie sich vor der Antragstellung im elan-Portal registrieren müssen. Ohne Registrierung bis zum 21. Januar 2020 ist eine Antragstellung nicht möglich. Bitte wählen Sie im Registrierungsformular bei den abschließenden Angaben ebenso wie bei der Antragstellung Ihr Schwerpunktprogramm aus der angebotenen Liste der Ausschreibungen aus. Die Bestätigung der Registrierung erfolgt in der Regel bis zum darauffolgenden Arbeitstag.

Antragstellerinnen und Antragsteller, die bereits gefördert werden und einen Fortsetzungsantrag stellen wollen, müssen den Antrag über die Registerkarte „Antragstellung – Antragsübersicht/Fortsetzungsantrag“ einreichen. Hier wird Ihr in der Förderung befindliches Projekt angezeigt, und Sie können Ihren Fortsetzungsantrag stellen.

Berücksichtigen Sie bitte beim Aufbau Ihres Antrags das DFG-Merkblatt 54.01 zu Sachbeihilfen mit Leitfaden für die Antragstellung und die Hinweise im Merkblatt Schwerpunktprogramm 50.05, Teil B – Allgemeine Informationen zur Antragstellung (insbesondere zur Antragsberechtigung und zu den beantragbaren Mitteln).

Bitte senden Sie ein weiteres Exemplar des Antrags in elektronischer Form an den Koordinator des Programms Prof. Dr. Christof Schulz (Link auf E-Mailchristof.schulz@uni-due.de).

Weiterführende Informationen

Detaillierte Informationen zum Schwerpunktprogramm erhalten Sie im Internet unter:

Das elan-Portal der DFG zur Einreichung der Anträge finden Sie unter:

Die Merkblätter DFG-Vordruck 50.05 und 54.01 stehen unter:

Inhaltliche Fragen beantwortet Ihnen der Koordinator des Schwerpunktprogramms:

  • Prof. Dr. Christof Schulz,
    Universität Duisburg-Essen,
    Institut für Verbrennung und Gasdynamik (IVG),
    Lehrstuhl für Reaktive Fluide,
    Carl-Benz-Str. 199, 47057 Duisburg,
    Tel. +49 203 379-8163,
    Link auf E-Mailchristof.schulz@uni-due.de

Auskünfte zur Antragstellung bei der DFG erteilen:

Fachlich:

Formal:

Hinweis:

Diese "Ausschreibung - Information für die Wissenschaft" ist unter
Interner Linkwww.dfg.de/foerderung/info_wissenschaft/2019/info_wissenschaft_19_59
erreichbar. Bitte verwenden Sie ausschließlich diese URL, um das Dokument zu zitieren oder per Link einzubinden.