Die Vermessung der (Nano-)Welt
Im Projekt des Monats vom Februar haben wir erfahren, wie man Nanopartikel schon während der Herstellung vermessen kann. Nicht nur die Größe einzelner Teilchen und die von Teilchenklumpen ist interessant, sondern auch die Form der Partikel. Nanopartikel gibt es in allen möglichen Formen: rund, länglich, nadelförmig…
Die Wirkung von Nanopartikeln hängt stark von ihrer Form ab. Wenn man aber ein Messverfahren entwickelt, das Größe und Form von Nanopartikeln bestimmen soll, woher weiß man, dass man auch richtig misst? Dafür braucht man sozusagen "geeichte" Nanopartikel und Nanopartikelaggregate zum Testen. Und es gibt auch dazu ein Projekt: Wissenschaftler arbeiten im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung daran, neue Aerosolreaktoren zu entwickeln. Diese Reaktoren soll feinverteilte Nanopartikel herstellen, die bestimmte Formen haben. In Kaiserslautern baut man einen Generator für nadelförmige Partikel, in Karlsruhe will man fraktale Teilchen erzeugen, also welche mit einer sehr fein strukturierten Oberfläche. Das Prinzip: Das Material für die Nanopartikel oder seine Ausgangsstoffe werden verdampft. Entweder entstehen die Keime für die Nanopartikel durch Kondensation oder durch chemische Reaktionen in der Gasphase. Das weitere Wachstum (und damit auch die Form) lassen sich durch den Prozess, zum Beispiel durch die Temperatur, die Fließgeschwindigkeit der Gase oder die Konzentration, steuern.
In Dresden forscht man an Messgeräte-Kombinationen, die die verschiedenen Partikelformen erkennen können. Dafür kommen verschiedene spektroskopische Verfahren in Frage, außerdem auch optische und bildgebende Methoden.
Das Projekt bildet die Grundlage dafür, das weitere Vorgehen zur Entwicklung eines validen Messverfahrens zu planen. Dazu gehört zum Beispiel abzuschätzen, wie groß der Aufwand für die Entwicklung einer technisch einsetzbaren Messmethode sein würde und welchen Nutzen sie liefern könnte. Ziel ist es, eine flexible und mobile sowie wirtschaftliche Messtechnik zu entwickeln, die in verschiedenen Branchen zum Einsatz kommen und vor allem auch von KMU genutzt werden könnte.