Trägerphasen

Trägerphasen bezeichnet in der Materialwissenschaft die kontinuierliche Phase eines Mehrphasensystems, die als Medium dient, in dem dispergierte Bestandteile vorhanden sind oder transportiert werden. Sie bestimmt wesentliche Eigenschaften wie Viskosität, mechanische Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Diffusionsverhalten und grenzt sich von den dispergierten Phasen ab, die ergänzend wirken.

In verschiedenen Bereichen kommt der Begriff unterschiedlich zum Tragen. Im Polymer- und Verbundwesen ist die Trägerphase typischerweise die Matrix, z. B. ein Polymer, in dem Füllstoffe, Verstärkungen oder Pigmente verteilt sind. In Emulsionen ist die Trägerphase die kontinuierliche Phase (Wasser oder Öl), die den Lösungs- oder Transportstoff transportiert und Stabilität sowie Freisetzung beeinflusst. In der Katalyse und der Materialienchemie dienen Trägerphasen als Trägersysteme für Aktivzentren; poröse Oxide wie SiO2 oder Al2O3 sind verbreitete Träger, auf denen Metallkatalysatoren verteilt sind. In Energieanwendungen kann die Trägerphase den Ladungstransport verbessern.

Morphologie und Eigenschaften: Die räumliche Verteilung der Trägerphase beeinflusst Phasenmuster, Perkolation sowie Diffusion und Reaktionskinetik. Interfaciale Eigenschaften wie Benetzbarkeit und Kompatibilität zwischen Träger- und Dispersionsphase bestimmen Haltbarkeit und Leistung.

Charakterisierung und Beispiele: Zur Bestimmung von Phasenanteilen, Grenzflächen und Stabilität werden Mikroskopie (Licht- oder Rasterelektronen), Tomografie, rheologische Messungen, Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) und BET-Oberflächenbereich eingesetzt.

Herausforderungen: Typische Probleme sind Phasen-Trennung, mangelnde Kompatibilität, Alterung und Interfacialen Schäden, die das Langzeitverhalten beeinflussen.