Nanopartikelsyntheseanlage im NanoEnergieTechnikZentrum der Universität Duisburg-Essen
UDE
Viele Materialien offenbaren neue Eigenschaften, wenn man sie aus winzigen Partikeln zusammensetzt, also nanostrukturiert. Ein Weg dazu ist die Sprayflammensynthese: Die benötigten Vorgängerstoffe werden wie bei einem Parfumzerstäuber in eine Flamme gesprüht. In der Hitze zersetzen sie sich und formieren sich als Nanopartikel. Der Vorteil ist, dass man die Zusammensetzung der Partikel weitestgehend durch die Zusammensetzung der eingesprühten Lösung steuern kann.
Im Vergleich zu bestehenden großtechnischen Gasphasenprozessen können mit der Sprayflammensynthese weitaus mehr unterschiedliche Materialien hergestellt werden. Im Labormaßstab wurde das Potenzial dieses Verfahrens bereits nachgewiesen. "Die tatsächliche industrielle Nutzung scheitert aber bislang daran, dass man teure Spezialchemikalien und Lösungsmittel als Ausgangsstoffe benötigt und zudem die zugrunde liegenden Prozesse nicht vollständig versteht", sagt Christof Schulz von der Universität Duisburg-Essen, Sprecher des DFG-Schwerpunktprogramms "Nanopartikelsynthese in Sprayflammen, SpraySyn: Messung, Simulation, Prozesse" (SPP 1980).
"Es ist also irreführend, etwa anhand von Einzelstudien, zu Schlussfolgerungen zu kommen, wie "Nanopartikel sind …". Nanopartikel gleichen hier Kindern, die trotz gleicher Größe oder gleicher Haarfarbe doch so verschieden sein können." (Markus Delay, Nanopartikel in aquatischen Systemen, Seite 27)
Ziel des Schwerpunktprogramms ist, diese – in sich bereits komplexen – Ansätze für die Untersuchung und theoretische Beschreibung von Sprayflammensyntheseprozessen zu ertüchtigen und in einem interdisziplinären Netzwerk zusammenzuführen. Dabei sind sieben der insgesamt 16 Projekte am Institut für Verbrennung und Gasdynamik der Universität Duisburg-Essen angesiedelt. Im NanoEnergieTechnikZentrum (NETZ) steht den Forschern dafür eine Syntheseanlage zur Verfügung. Sie schließt die Lücke zwischen Labormaßstab und industrieller Produktion. Es wird zudem ein gemeinsames zentrales Labor eingerichtet, in dem Wissenschaftler weiterer Standorte zusammenarbeiten, die am SPP beteiligt sind.