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In situ zeitaufgelöste Charakterisierung von Partikelsystemen im kontinuierlichen Syntheseprozess mit Hilfe einer neuartigen USAXS/WAXS-Laborkamera

In situ zeitaufgelöste Charakterisierung von Partikelsystemen im kontinuierlichen Syntheseprozess mit Hilfe einer neuartigen USAXS/WAXS-Laborkamera
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Manuel Meier

Förderung:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Aufgrund der hohen spezifischen Oberfläche besitzen nanostrukturierte Materialien gegenüber partikulären Systemen im µm-Bereich häufig stark veränderte chemische und physikalische Eigenschaften. Daher finden nanoskalige Materialien Anwendung in zahlreichen Bereichen wie  beispielsweise der Biotechnologie, Medizin oder der Elektronik. Für ein erweitertes Verständnis der während der Synthese stattfindenden Prozesse werden verschiedene Methoden eingesetzt, um die zum jeweiligen Zeitpunkt resultierenden Partikeleigenschaften zu erfassen. Hier zu nennen wären Untersuchungen mit Hilfe der Elektronenmikroskopie, der dynamischen Lichtstreuung (DLS) oder der Einsatz analytischer Ultrazentrifugen (CPS).

Eine weitere zerstörungsfreie Methode zur Charakterisierung nanoskaliger Partikelsysteme stellt die Röntgenkleinwinkelstreuung (engl. Small Angle X-Ray Scattering, SAXS) dar. Mit dieser können wichtige Parameter wie die Primärpartikel- und Agglomeratgröße, die fraktale Dimension, die spezifische Oberfläche oder die Größe von Mikroporen systematisch  und in-situ erfasst werden.

Im Rahmen eines DFG-Projektes soll eine konventionelle SAXS-Laborkamera hin zur Auflösung ultrakleiner Streuwinkel (USAXS) weiterentwickelt werden (s. Abbildung 1). Ein weiteres Ziel ist die Inbetriebnahme und Optimierung der USAXS-Laborkamera hin zu einer zeitaufgelösten on-line Charakterisierung von Nanopartikeln während der nass-chemischen Synthese.

                                          

Abbildung 1: Schematische Darstellung der USAXS-Laborkamera.