Lebenslauf
1989 – 1995Physikstudium an der Universität Dortmund, Diplomarbeit zum Thema „Charakterisierung epitaktischer Polymergrenzflächen“ bei Prof. Dr. J. Petermann (Lehrstuhl für Werkstoffkunde, Universität Dortmund)
1996 – 1998Promotion zum Thema “Metallische Aufdampfschichten auf Polymersubstraten” bei Prof. Dr. J. Petermann (Lehrstuhl für Werkstoffkunde, Universität Dortmund)
1999 – 2000Ressourcenleiter “Dünnfilmtechnik” am Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik (IBMT) in St. Ingbert
seit 2001Gruppenleiter “Polymerphysik” am Lehrstuhl Polymerwissenschaften und Biomaterialien (ehemals Lehrstuhl für Werkstoffkunde)
2018Habilitation zum Thema “Vernetzung als Werkzeug für innovative Polymereigenschaften”
Forschungsgebiet
Die Arbeiten der Gruppe „Polymerphysik“ beschäftigen sich mit Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Polymeren und verfolgen die Zielsetzung das Eigenschaftsprofil von Hochpolymeren signifikant zu verbessern oder sogar um neuartige, innovative Eigenschaften zu erweitern.
Neuartige Eigenschaften durch “kritische Vernetzung”
Unter kritischer Vernetzung versteht man die Vernetzung von Polymeren auf der Grenze zwischen thermoplastischem zu elastomerem Verhalten. Ziel einer derart geringfügigen Vernetzung ist es, die Eigenschaften des ursprünglichen Thermoplasts (Kristallisationsfähigkeit, Kristallinität, Schmelztemperatur, Steifigkeit, Festigkeit, etc.) weitestgehend zu erhalten und mit denen eines typischen Elastomers (reversibles gummielastisches Verhalten der Polymerschmelze) zu kombinieren. Bisher konnte gezeigt werden, dass eine kritische Vernetzung nicht nur dazu dienlich ist, prinzipiell jedem Polymer einen Formgedächtnis-Effekt mit extrem großer speicherbarer Dehnung und mechanischer Arbeit aufzuprägen, sondern auch dazu genutzt werden kann die entropisch motivierte Relaxation effizient zu kontrollieren, zu verzögern oder gar gänzlich zu unterdrücken.
Beispielsweise konnte das Konzept der kritischen Vernetzung ausgenutzt werden, um Naturkautschuk einen Formgedächtnis-Effekt mit außergewöhnlichen Eigenschaften aufzuprägen. Kritisch vernetzter Naturkautschuk (SMNR) ist nicht nur in der Lage enorm große Dehnungen und mechanische Energien zu speichern, sondern lässt sich auch kaltprogrammieren. Das bedeutet, dass bei diesem Formgedächtnis-Polymer, die zur Programmierung notwendige Erwärmung oberhalb der Triggertemperatur sowie das Abkühlen nach erfolgter Verformung entfällt.
Programmierung und Triggerung von Formgedächtnis-Naturkautschuk (SMNR)Weiterhin hebt sich SMNR von anderen Formgedächtnispolymeren dadurch ab, dass die Triggertemperatur keine Material-Konstante ist, sondern sich in weiten Grenzen durch Variation bestimmter Parameter während der Programmierung sowie durch Beaufschlagung mit mechanischer Spannung oder Lösungsmitteln auch noch nach erfolgter Programmierung einstellen lässt. Als weiteres Alleinstellungsmerkmal wurden mechanische und chemische Triggermöglichkeiten und die Fähigkeit der qualitativen sowie quantitativen Sensorik von Lösungsmitteldämpfen herausgearbeitet.
Mikro-/Nanostrukturierung von Polymeroberflächen (Poor Men´s Nanotechnology)
Im Sinne einer kostengünstigen Erzeugung periodisch mikro-/nanostrukturierter Polymeroberflächen werden Elastomere im gedehnten Zustand ionisierender Strahlung ausgesetzt und anschließend entspannt. Strahlungsbedingtes Aufbrechen von Netzbögen, Relaxation der Netzbogenfragmente und erneute Vernetzung führen zu einer dünnen relaxierten Oberflächenschicht, die sich beim Entspannen des Elastomers zu einer wellenförmigen Topographie selbstorganisiert. Mechanistische Untersuchungen zeigten, dass die selbstorganisierende, wellenförmige Topographie durch den Dehnungszustand des Elastomers sowie Art und Energie der verwendeten Strahlung gezielt und reproduzierbar beeinflussbar ist.
Oberflächenrippeln durch Korona-Behandlung von Silikon im gedehnten Zustand
Derartige mikro-/nanostrukturierte Oberflächenstrukturen können beispielsweise zur Hydrophobie-Stabilisierung von Teilentladungs-belasteten Silikon-Hochspannungsisolatoren eingesetzt werden oder durch Schrägbeschattung mit Metallen zur Herstellung variabel einstellbarer, periodisch mikro-/nanostrukturierter Substrate für die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS) ausgenutzt werden.
Publikationen
- M. Maricanov, R. Becker, J.D.L. Jerusalem, J.C. Tiller, F. Katzenberg
On the Suitability of the α-Relaxation as Novel Trigger for a Shape Memory Polymer
Journal of Applied Polymer Science (2024) e56241 - R. D. L. Jerusalem, M. Maricanov, T. Raidt, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Heating Rate Sensitive Polyethylene Terephthalate
Macromolecular Rapid Communications (2024) 2400346 - F. Schneck, P.O. Kruse, D. Hesse-Hornich, N.F. Lopes Dias, W. Tillmann, R. Jerusalem, M. Maricanov, F. Katzenberg, J.C. Tiller, U.A. Handge
Combination of a Viscoelastic and a Tribological Analysis of a Low-Density Polyethylene with a High Degree of Cross-linking
Macromolecular Chemistry and Physics 2400042 (2024) - D. Segiet, S. Weckes, J. Austermuehl, J.C. Tiller, F. Katzenberg
On the influence of the amorphous phase on the stability of crystals in poly(cis-1,4-isoprene) networks
Journal of Applied Polymer Science e53146 (2022) - S. A. Wilhelm, M. Maricanov, V. Brandt, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Amphiphilic polymer conetworks with ideal and non-ideal swelling behavior demonstrated by small angle X-ray scattering
Polymer 242, 1, 124582 (2022) - C. F. Niedik, F. Jenau, M. Maricanov, D. Segiet, J. C. Tiller, F. Katzenberg
Improvement of high voltage direct current material properties upon tailoring the morphology of crosslinked polyethylenes
Polymer Crystallization e10208 (2021) - D. Segiet, A, Stockmann, J. Sadowski,F. Katzenberg, J. C. Tiller
Insights in the Thermal Volume Transition of Poly(2-oxazoline) Hydrogels
Macromolecular Chemistry and Physics 2100157 (2021) - D. Segiet, L. M. Neuendorf, J. C. Tiller, Frank Katzenberg
Realizing a shape-memory effect for synthetic rubber (IR)
Polymer 203, 122788 (2020) - D. Segiet, R. Jerusalem, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Investigation of the Swelling Behavior of Hydrogels Derived from High Molecular Weight Poly(2-Ethyl-2-Oxazoline)
J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 58, 747–755 (2020) - D. Segiet, T. Raidt, H. Özdem, S. Weckes, J.C. Tiller, F. Katzenberg
Thermo-/Moisture-Responsive Shape-Memory Effect of Poly(2-Ethyl-2-Oxazoline) Networks
J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. doi:10.1002/polb.24859 (2019) - F. Katzenberg, J.C. Tiller
Shape Memory Effect, Shock- and Energy-Absorption Capability of Critically Cross-Linked Syndiotactic Polypropylene
Materials Today – Proceedings 16, 1531-1537 (2019) - D. Segiet, J.C. Tiller, F. Katzenberg
Tunable Swelling Kinetics of Shape-Memory Poly(2-Ethyl-2-Oxazoline)-Networks
Materials Today – Proceedings 16, 1554-1559, (2019) - T. Raidt, P. Santhirasegaran, R. Hoeher, J.C. Tiller, F. Katzenberg
Shock-and Energy Absorption Capability of Cold-Programmable Shape Memory Polymers
Macromolecular Chemistry and Physics 1800274 (2018) - T. Raidt, M. Schmidt, J.C. Tiller, F. Katzenberg
Cross-Linking of Semi-Aromatic Polyesters Towards High Temperature Shape Memory Polymers with Full Recovery
Macromolecular Rapid Communications 39 (6), 1700768 (2018) - S. Sommer, T. Raidt, A. Engel, J.C. Balzer, B.M. Fischer, F. Katzenberg, J.C. Tiller, M. Koch
Investigating the crystallinity of Poly(butylene)terephthalate (PBT): Correlation between THz TDS measurements and X-ray scattering data
42nd International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW-THz (2017) - T. Raidt, R. Hoeher, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Multiaxial Reinforcement of Cross-Linked Isotactic Polypropylene upon Uniaxial Stretching
Macromolecular Materials and Engineering 302, 1600308 (2017) - M. Schmidt, T. Raidt, S. Ring, S. Gielke, C. Gramse, S. Wilhelm, F. Katzenberg, C. Krumm, J. C. Tiller
Investigations on “near perfect” poly(2-oxazoline) based amphiphilic polymer conetworks with a crystallizable block
European Polymer Journal 88, 562-574 (2017) - N. Gushterov, F. Doghieri, D. Quitmann, E. Niesing, F. Katzenberg, J. C. Tiller, G. Sadowski
VOC Sorption in Stretched Cross-Linked Natural Rubber
Industrial & Engineering Chemistry Research 55 (26), 7191-7200 (2016) - T. Raidt, R. Hoeher, M. Meuris, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Ionically Cross-Linked Shape Memory Polypropylene
Macromolecules, 49 (18), 6918-6927 (2016) - R. Hoeher, T. Raidt, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Heating Rate Sensitive Multi-Shape Memory Polypropylene: A Predictive Material
ACS Applied Materials & Interfaces, 8, 13684-13687 (2016) - F. Katzenberg, J. C. Tiller
Shape Memory Natural Rubber
Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics , 54, 1381-1388 (2016) - S. Sommer, T. Raidt, B. M. Fischer, F. Katzenberg, J. C. Tiller, M. Koch
THz-Spectroscopy on High Density Polyethylene with Different Crystallinity
Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves 37 (2), 189-197 (2016) - R. Hoeher, T. Raidt, N. Novak, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Shape Memory PVDF Exhibiting Switchable Piezoelectricity
Molecular Rapid Communications 36 (23), 2042-2046 (2015) - F. Katzenberg, J.C. Tiller
Vielmehr als nur Gummi
Nachrichten aus der Chemie, Juni 2015, 623-626 (2015) - T. Raidt, R. Hoeher, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Chemical Cross-linking of Polypropylenes Towards New Shape Memory Polymers
Macromolecular Rapid Communications 36 (8), 744-749 (2015) - D. Quitmann, F. M. Reinders, B. Heuwers, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Programming of Shape Memory Natural Rubber for Near-Discrete Shape Transitions
ACS Applied Materials and Interfaces 7 (3), 1486-1490 (2015) - D. Quitmann, M. Dibolik, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Altering the Trigger-Behavior of Programmed SMNR by Solvent Vapor
Macromolecular Materials and Engineering 300 (1), 25-30 (2015) - F. Katzenberg, R. Hoeher, D. Quitmann, J.C. Tiller
Shape-Memory Natural Rubber (SMNR): An Exceptional Material for Storing Strain, Cold and Energy
MACRO 2014, Chiang Mai (2014) - F. Katzenberg, R. Hoeher, D. Quitmann, J.C. Tiller
Shape Memory Properties of Natural Rubber
MACRO 2014, Chiang Mai (2014) - R. Hoeher, T. Raidt, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Tunable Multiple-Shape Memory Effect of Lightly Cross-linked Polyethylene Blends
MACRO 2014, Chiang Mai (2014) - R. Hoeher, T. Raidt, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Extending the Limits of Shape Memory Polymers: World Record in Strain Storage
MACRO 2014, Chiang Mai (2014) - D. Quitmann, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Environmental memory of shape memory natural rubber
MACRO 2014, Chiang Mai (2014) - D. Quitmann, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Solvent sensitive reversible stress answer of shape memory natural rubber
MACRO 2014, Chiang Mai (2014) - D. Quitmann, R. Hoeher, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Shape Memory Natural Rubber
248th ACS National Meeting, San Francisco (2014), Polymer Materials Science & Engineering - F. Katzenberg, R. Hoeher, J. C. Tiller
Shape Memory Effect of Natural Rubber
Polymertec 2014, Merseburg, (2014) - R. Hoeher, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Tunable Multi-Shape Memory Polyethylene Blends
Polymertec 2014, Merseburg, (2014) - D. Quitmann, N. Gushterov, G. Sadowski, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Environmental Memory of Polymer Networks under Stress<
Advanced Materials 26 (21), 3441-3444 (2014) - R. Hoeher, T. Raidt, M. Rose, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Recoverable strain storage capacity of shape memory polyethylene
Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 51 (13) 1033-1040 (2013) - R. Hoeher, T. Raidt, C. Krumm, M. Meuris, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Tunable Multiple-Shape Memory Polyethylene Blends
Macromolecular Chemistry and Physics 214 (23), 2725-2732 (2013) - R. Hoeher, T. Raidt, M. Rose, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Recoverable Strain Storage Capacity of Shape Memory Polyethylene
Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 51 (13), 1033-1040 (2013) - D. Quitmann, N. Gushterov, G. Sadowski, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Solvent-Sensitive Reversible Stress-Response of Shape Memory Natural Rubber
ACS Applied Materials and Interfaces 5, 3504-3507 (2013) - B. Heuwers, A. Beckel, A. Krieger, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Shape Memory Natural Rubber: An Exceptional Material for Strain and Energy Storage
Macromolecular Chemistry and Physics 214 (8), 912-923 (2013) - B. Heuwers, D. Quitmann, R. Hoeher, F. M. Reinders, S. Tiemeyer, C. Sternemann, M. Tolan, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Stress-Induced Stabilization of Crystals in Shape Memory Natural Rubber
Macromolecular Rapid Communications 34 (2), 180-184 (2013) - B. Heuwers, D. Quitmann, F. Katzenberg, J. C. Tiller
Stress-induced melting of crystals in natural rubber: a new way to tailor the transition temperature of shape memory polymers
Macromolecular Rapid Communications 33, 1517 (2012) - B. Heuwers, D. Quitmann, R. Hoeher, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Shape memory properties of lightly cross-linked natural rubber
Polym. Mater. Sci. Eng 106, 515 (2012) - B. Heuwers, D. Quitmann, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Mechanically triggered shape memory polymer
Polym. Mater. Sci. Eng 106, 196 (2012) - F. Katzenberg, B. Heuwers, J.C. Tiller
Natural rubber for strain- cold- and energy-storage
Polym. Mater. Sci. Eng 106, 203 (2012) - F. Katzenberg, B. Heuwers, J.C. Tiller
Superheated Rubber for Cold-Storage
Advanced Materials 23, 1909–1911 (2011) - F. Mueller, B. Heuwers, F. Katzenberg, J.C. Tiller, G. Sadowski
Tensile Creep Measurements of glassy VOC-loaded Polymers
Macromolecules 43, 8997-9003 (2010) - J. Schaup, F. Katzenberg
Phase diagram of PMMA/PVDF-blends and effect of mixture-intensity on crystallization behavior
Polym. Mater. Sci. Eng 239, 5951-5952 (2010) - A. P. Barbosa, M. Stranz, F. Katzenberg, et. al.
Cryogenic mechanical milling of high density polyethylene
e-Polymers 096 (2009) - S. Rehwald, M. Berndt, F. Katzenberg, S. Schieger, E. Runge, K. Schierbaum, D. Zerulla
Tunable nanowires: An additional degree of freedom in plasmonics
Physical Review B 76 (2007) 085420 - K.L. Chrzan, F. Katzenberg
Lotus phenomenon and its use in outdoor insulation
Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wroclawskiej 44 (2006) 111-114 - F. Katzenberg
Plasma-bonding of poly(dimethylsiloxane) to glass
e-Polymers 060 (2005) - F. Katzenberg
Topographic processing of silicone surfaces
Surface & Coatings Technology 200 (2005), 1097-1100 - M. Stranz, U. Köster, F. Katzenberg
Stress Induced Formation of Metastable Phases in Semi-Crystalline Polymers During Cryogenic Mechanical Milling
J. Metastable & Nanocryst. Mater. 24/25 (2005), 463-466 - U. Köster, M. Stranz, F. Katzenberg
Formation of Polymer Blends and Nano-Composites by Cryogenic Mechanical Milling
J. Metastable & Nanocryst. Mater. 24/25 (2005), 609-614 - F. Katzenberg
Cost-effective production of highly regular nanostructured metalization layers
Nanotechnology 14 (2003) S.1019-1022 - S. Yan, I. Lieberwirth, F. Katzenberg, J. Petermann,
Microstructured ultrathin HDPE films prepared by selective oriented recrystallization
Journal of Macromolecular Science and Physics B42 (2003), 641-652 - F. Katzenberg, A. Khaddour, D. Peier
Hydrophobicity Stabilization by Formation of Microstructures on Silicone Surfaces
ISH-2003, Netherlands (Best Paper Award) - S. Yan, I. Lieberwirth, F. Katzenberg, J. Petermann
Microstructures in ultra-thin HDPE films prepared by selective oriented recrystallization
State Key Laboratory of Polymer Physics and Chemistry, Annual Report (2002), 214-215 - M. Schuettler, T. Stieglitz, F. Katzenberg, et. al.
Reducing Stiffness and Electrical Losses of High Channel Hybrid Nerve Cuff Electrodes
IEEE EMBS Conference 2001 - F. Katzenberg
Irradiation- and strain-induced self-organization of elastomer surfaces
Macromolecular Materials Engineering 286 (2001), 26-29 - F. Katzenberg, R. Janlewing, J. Petermann,
Surface diffusion of metal atoms on polymer substrates during physical vapour deposition
Colloid & Polymer Science 278 (2000), 280-284 - S. Yan, F. Katzenberg, J. Petermann, et al.
A novel epitaxy of isotactic polypropylene (alpha phase) on PTFE and organic substrates
Polymer 41 (2000), 2613-2625 - S. Yan, F. Katzenberg, J. Petermann
Epitaxial and graphoepitaxial growth of isotactic polypropylene (iPP) from the melt on highly oriented high density polyethylene(HDPE) substrates
Journal of Polymer Science & Polymer Physics 37 (1999), 1893-1898 - F. Katzenberg, I. Lieberwirth, J. Petermann
Two types of graphoepitaxy of tellurium onto uniaxially oriented polyethylene
Journal of Materials Science 33 (1998), 4787-4790 - F. Katzenberg
Mikrostrukturelle Charakterisierung metallischer Aufdampfschichten auf Polymersubstraten
Dissertation (1998) Universität Dortmund - I. Lieberwirth, F. Katzenberg, J. Petermann
Nanostructured polymer films by electron-beam irradiation and selective metallization
Advanced Materials 10 (1998), 997 - F. Katzenberg, H. Liebertz, J. Petermann
Friction-induced molecular orientation of thin polymer films and bulk surfaces
Sen-I Gakkaishi 53 (1997), 761-765 - F. Katzenberg, J. Petermann
Oriented overgrowth of vapour deposited tin on highly oriented PTFE substrates
Polymer Bulletin 39 (1997), 761-765 - J. Loos, F. Katzenberg, J. Petermann
Epitaxial crystallization of linear low density polyethylene on high density polyethylene
Journal of Materials Science 32 (1997), 1551-1554 - F. Katzenberg, J. Loos, J. Petermann
A cross-sectional preparation method for TEM and AFM investigations on layered polymer interfaces
Polymer Bulletin 39 (1995), 195-200
Patente
- C.F. Niedik, F. Jenau, F. Katzenberg, D. Segiet
Methode zur Erzeugung von orientierten Polyolefinen für die Anwendung in elektrischen Netzbetriebsmitteln
Eur. Pat. Appl. (2019) EP 3795331 A1 - T. Raidt, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Methode zur Erzeugung von hochmoduligen und hochfesten Polyestern
Deutsche Patentanmeldung (2017) EP3363842B1 - R. Hoeher, T. Raidt, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Method for producing an oriented polymer
Eur. Pat. Appl. (2016), EP 3098059 A1 - D. Quitmann, F. Katzenberg, J.C. Tiller
Polymer network comprising shape memory polymers used as a sensor or force element
Eur. Pat. Appl. (2014) EP 2783834 A1 - J.C. Tiller, F. Katzenberg, B. Heuwers
Dimensionally stable expanded elastomeric polymer or polymer network
PCT Int. Appl. (2011) WO 2011003832 - M. Schüttler, F. Katzenberg, F. Bauerfeld
Method for permanently bonding bodies made of chemically incompatible polymers
PCT Int. Appl. (2002) WO 2002055591 - F. Katzenberg
Energetic treatment of surfaces of stretched elastomers
PCT Int. Appl. (2001) WO 2001049476 - F. Katzenberg
Method for producing self-organized structures on a substrate surface
PCT Int. Appl. (2001) WO 2001023916 - F. Katzenberg
Method for producing electrically conductive structures in the nanometric range and their use as an impedimetric sensor
PCT Int. Appl. (2001) WO 2001029549 - H. J. Beutel, F. Katzenberg, H. Schulz, T. Hoffmann
Method for producing an electrode arrangement
PCT Int. Appl. (2001) WO 2001003178
