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Kleinmolekül-Stabilisierung von ITO – Nanopartikeln

Projektbearbeitung: Sabrina Zellmer

Für viele Anwendungen müssen Nanopartikel in Form von Dispersionen bereitgestellt werden, so dass ihre Stabilisierung gegen Agglomeration von großem Interesse ist. Neben den klassischen Kolloidmethoden der Ladungsstabilisierung und der Adsorption von Polymeren kann sie auch durch Adsorption kleiner organischer Moleküle an die Nanopartikel erreicht werden. Diese sogenannte Kleinmolekül-Stabilisierung wird empirisch verbreitet eingesetzt, das Wissen über Mechanismen und Zusammenhänge der Stabilisierung von Partikeln der Größenordnung < 100 nm ist bisher aber gering.

Dieses Forschungsvorhaben, das von der DFG im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1273 „Kolloidverfahrenstechnik“ gefördert wird, hat zum Ziel, durch systematische Untersuchungen die Kleinmolekül-Stabilisierung insbesondere kleiner Nanopartikel mit Größen < 10 nm aufzuklären. Unter Verwendung von Modellsystemen mit monodispersen Nanopartikeln soll vor allem der Zusammenhang zwischen der Adsorption des Stabilisators und der Deagglomeration der Nanopartikel betrachtet werden. Im Rahmen der zweiten Projektphase soll insbesondere der Einfluss der Lösungsmittelkompatibilität auf die Stabilisierung in unterschiedlichen Medien sowie die Langzeitstabilität der Systeme untersucht werden. Die experimentellen Ergebnisse werden mit Berechnungen der Wechselwirkungsenergien zwischen den Partikeln basierend auf der DLVO- und XDLVO-Theorie sowie Theorien der sterischen Wechselwirkung verglichen.

ITO Nanopartikel in Chloroform links: stabilisiert, rechts:unstabilisiert

Publikationen zum Projekt:

  1. C. Grote, K. J. Chiad, D. Vollmer, G. Garnweitner, “Unspecific ligand binding yielding stable colloidal ITO-nanoparticle dispersions”, Chemical Communications 2012, 48, 1464-1466.
  2. G. Garnweitner, Small molecule stabilization: A novel concept for the stabilization of small inorganic nanoparticles, in: L. Segewicz and M. Petrowsky (Eds.), Polymer Aging, Stabilizers and Amphiphilic Block Copolymers, Nova Science Publishers, 2010.
  3. G. Garnweitner, H. O. Ghareeb, C. Grote, “Small-molecule in situ stabilization of TiO2 nanoparticles for the facile preparation of stable colloidal dispersions”, Colloids and Surfaces Part A: Physicochemical and Engineering Aspects 2010, 372, 41-47.

AG – Mitarbeiter

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