Zum Hauptinhalt springen

Hetero-Aggregation von kolloidalem Silika und Carbon Black in einer Flamme

HAADF-STEM-Aufnahme eines Heteroaggregates. Die grün gekennzeichnete Fläche bildet die fraktale Struktur des Carbon Blacks ab. Die roten Anlagerungen am Aggregat bestehen aus Silica-Partikeln.
HAADF-STEM-Aufnahme eines Heteroaggregates. Die grün gekennzeichnete Fläche bildet die fraktale Struktur des Carbon Blacks ab. Die roten Anlagerungen am Aggregat bestehen aus Silica-Partikeln.

Projektleitung:

Prof.Dr.-Ing. Hermann Nirschl
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Nanopartikel sind aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften in industriellen Produkten und Prozessen allgegenwärtig. Das große Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ermöglicht außerordentliche physikalisch-chemische Eigenschaften, wodurch eine einzigartige Partikelcharakteristik entsteht. Die Herstellung von Hetero-Aggregaten aus Pulvern oder aus Mehrphasendispersionen erweitert diese Eigenschaften. Das Mischen in der Gasphase durch Versprühen eröffnet die Möglichkeit, Einschränkungen des Mischens von Pulvern zu überwinden.

Dieser Antrag beleuchtet die kontrollierte Erzeugung von Hetero-Aggregaten aus Carbon Black und kolloidalem Silika in einer Flamme. Die Struktur der Silika-Partikel wird durch eine vorgeschaltete Synthese in der Flüssigphase definiert. Carbon Black dient als Partnersystem, um Hetero-Aggregate mit spezifischen strukturellen und elektrochemischen Eigenschaften herzustellen. Die Änderung des Dispersionsverhaltens und der Leitfähigkeit beschreiben entscheidende Zielparameter des Antrags. Für die Strukturauflösung dienen Daten aus der Röntgenkleinwinkelstreuung und von HAADF-TEM Aufnahmen. Für Aussagen über die Qualität des Hetero-Kontaktes werden Messungen zum Dispergierverhalten und der elektrischen Leitfähigkeit durchgeführt. Das Schwerpunktprogramm ist in vier Forschungsschwerpunkte gegliedert, wobei sich dieser Antrag auf die „Herstellung und Bildung von Hetero-Aggregaten“ sowie die „Charakterisierung der Hetero-Kontakte und ihrer Materialfunktionen“ konzentriert. Darüber hinaus sind diese Ergebnisse auch für die beiden verbleibenden Bereiche von großem Interesse.