Forschungsberichte 2006

Niederberger, Markus; Antonietti, Markus
Nanopartikel spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung neuer Materialien und Devices. Das liegt daran, dass bei Partikeln im Größenbereich von einigen Nanometern die chemischen und physikalischen Eigenschaften häufig signifikante Unterschiede gegenüber dem grobkörnigen Festkörper aufweisen. Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Metalloxiden in der Katalyse, Sensorik, Energiespeicherung und -umwandlung, Optik und Elektronik rückten diese Stoffklasse ins Zentrum des Interesses von Materialwissenschaftlern. Um jedoch Metalloxide in Form von Nanopartikeln mit definierter Form, Größe und Kristallinität zu erhalten, sind die traditionellen Synthesewege kaum geeignet, und es müssen neue Strategien entwickelt werden. Im Vergleich zur komplexen und schwer zu kontrollierenden wässrigen Chemie bietet die Synthese von Metalloxid-Nanopartikeln in organischen Lösungsmitteln die Möglichkeit, Reaktionsabläufe auf molekularer Ebene zu verstehen und damit auch zu steuern, sodass ein rationales Synthesedesign für anorganische Nanopartikel in Reichweite rückt. [mehr]

Motschmann, Hubert
Amphiphile Moleküle vereinen zwei gegensätzliche Strukturelemente, eine hydrophile Kopf- und eine hydrophobe Schwanzgruppe. Aufgrund dieser molekularen Asymmetrie adsorbieren wasserlösliche Amphiphile an der Wasser-Luft- oder Wasser-Öl-Grenzfläche. Die Adsorptionsschicht reduziert dabei die Grenzflächenspannung und verändert die Grenzflächenrheologie. Amphiphile werden als Modellsystem genutzt, um grundlegende Wechselwirkungen wie die Ionenverteilung an einer geladenen Grenzfläche zu studieren. Weiterhin versuchen wir, einen Zusammenhang zwischen den molekularen und beobachteten makroskopischen Parametern herzustellen. Adsorptionsschichten löslicher Amphiphile ermöglichen Phänomene wie Schäume oder Emulsionen. Die Stabilität dieser Objekte wird durch die Grenzflächenrheologie bestimmt. In den letzten Jahren wurden neue Verfahren zur Messung der relevanten Größen entwickelt. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Grenzflächendynamik. [mehr]