Literatur vom gleichen Autor/der gleichen Autor*in
plus bei Google Scholar

Bibliografische Daten exportieren
 

Is Bigger Always Better? Why Large Clay Crystals May Wreck Their Potential for Barrier Coatings

Titelangaben

Uhlig, Felix ; Stich, Alexander M. ; Pushparaj, Suraj S. C. ; Röhrl, Maximilian ; Wensink, Henricus H. ; Breu, Josef:
Is Bigger Always Better? Why Large Clay Crystals May Wreck Their Potential for Barrier Coatings.
In: ACS Applied Polymer Materials. (8 Januar 2026) .
ISSN 2637-6105
DOI: https://doi.org/10.1021/acsapm.5c04730

Volltext

Link zum Volltext (externe URL): Volltext

Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1357: MIKROPLASTIK – Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze
391977956

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

The development of high-performance nanocomposite barrier coatings hinges on the efficient exploitation of nanosheet geometry and dispersion. While Cussler’s model predicts extreme barrier improvement with increasing aspect ratio of nanosheets, experimental values frequently fall short. In this study, we identify and characterize smectic liquid crystalline domains─termed “accordions”─as critical structural defects within liquid crystalline suspensions of high aspect ratio synthetic hectorite. These vertically oriented structures represent defects penetrating otherwise lamellar, cofacially aligned nanosheet domains and thus act as gas diffusion pathways, significantly reducing barrier performance. We develop an ion-exchange strategy using NH4+ to selectively eliminate these accordions via interstratification, yielding double stacks that can be subsequently redelaminated into monolayers. Despite a reduction in nanosheet diameter during this procedure that is expected to hamper the barrier improvement factor, in reality the resulting coatings demonstrate a 36-fold lower oxygen permeability, confirming the dominant role of accordion-type defects as permeation pinholes. These findings highlight a previously overlooked structural origin of limited barrier enhancement and provide a general route to suppress defect formation in 2D material-based barrier films.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: clays; nanosheets; 1D dissolution; polymer−clay nanocomposites; gas barrier; orientation
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher - Univ.-Prof. Dr. Josef Breu
Profilfelder > Advanced Fields > Polymer- und Kolloidforschung
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1357 - MIKROPLASTIK
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 550 Geowissenschaften, Geologie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
Eingestellt am: 19 Jan 2026 08:53
Letzte Änderung: 19 Jan 2026 08:53
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/95775