Nanococktails aus der Laser-Bar: Hochreine Nanomaterialien durch Laserabtragen in Flüssigkeit
Durch den Einsatz der Lasertechnik generiert das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) Nanopartikel, die in Kunststoff eingebettet werden. Insbesondere sind diese Nanoeffekte für die Weiterverarbeitung beispielsweise zu Kunststoffteilen oder Medizinprodukten interessant.
Ein "Nanococktail" aus lasergenerierten Nanopartikeln in Kunststoff
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Nanostrukturen haben besondere Eigenschaften, die sie von denen der "Großen" unterscheiden. So haben beispielsweise Nanopartikel aus Gold eine rötliche Färbung, Keramiknanopartikel sorgen unsichtbar für kratzfeste Autolacke und Partikel aus Silber schützen vor Infektionen und Krankheiten. Üblicherweise werden diese Partikel auf chemischem Weg in der Gasphase oder Flüssigkeit hergestellt, was zu Verklumpungen (Agglomeraten) oder Verunreinigungen durch Hilfsstoffe (Precursor und Additive) führen kann. Gerade für anspruchsvolle Anwendungen in der Kunststoff- und Medizintechnik werden jedoch hochreine und stabile Partikel benötigt. Darüber hinaus haben Anwender oftmals Bedarf an Nanopartikeln aus neuen Materialien und Legierungen sowie an Mischungen aus Nanopartikeln für die Kombination von Nanoeffekten. Aber wie stellt man solche Nanomaterialien schnell und hochrein her?
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) setzt die Lasertechnik ein, um Nanopartikel zu generieren. Ein Laser "sprengt" die Nanopartikel aus einer Substratoberfläche - der Ingenieur spricht vom Materialabtrag - direkt in eine geeignete Flüssigkeit wie Öl, Wasser oder Lösungsmittel, die das wertvolle und hoch empfindliche Nanomaterial zugleich stabilisiert. Besonders an diesem Verfahren ist, dass jegliche Feststoffe auf diese Weise "zerkleinert" werden können und somit nahezu jede denkbare anwendungsspezifische "Nanomaterial-Mixtur" hergestellt werden kann. Anders ausgedrückt, kann man mit diesem Verfahren nach Rezept beliebige "Nanococktails" mixen. Das ist besonders wichtig für die Nutzung der Nanoeffekte durch Weiterverarbeitung beispielsweise zu Kunststoffteilen oder Medizinprodukten.
Dieses Verfahren - auch "Rapid-Nanomaterial-Manufacturing" genannt - erlaubt die Produktion stabiler Nanopartikel sowie deren verlustfreie Einbettung (vollständige Dispersion) in einen gewünschten Kunststoff. Da das Verfahren ohne chemische Hilfsstoffe auskommt, ist das Produkt besonders rein und damit frei von eventuellen unkontrollierbaren Effekten, Qualitätsabweichungen oder Nebenwirkungen.
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