Synthese

GEGENSTAND UNSERER FORSCHUNG
Entwicklung skalierbarer Routen zur Herstellung von Nanomaterialien mit kontrollierten Eigenschaften

ZIEL
Wir entwickeln ein tiefes Verständnis der Entstehungs- und Wachstumsprozesse von Nanopartikeln und -schichten, um Syntheserouten zu gestalten, mit denen sich Zusammensetzung, Größe, Morphologie und Oberflächen gezielt einstellen und skalieren lassen.

HIGHLIGHTS

  • Technikumsanlagen für kontinuierliche Gasphasensynthese mit Durchsätzen bis in den kg/h-Bereich.
  • Laborreaktoren mit umfangreicher In-situ- und Online-Diagnostik.
  • Variabel einstellbare Produktmorphologie – von isolierten Nanopartikeln bis zu verzweigten Aggregaten.
  • Laserbasierte Synthese hochreiner, ligandenfreier Nanopartikel in Flüssigkeiten.

GASPHASENSYNTHESE
In Flammen-, Plasma- und heißwandbeheizten Reaktoren werden Prekursoren in die Gasphase überführt und dort zu Nanopartikeln umgesetzt. Durch Prozessführung, Temperaturprofile und Verweilzeiten steuern wir Zusammensetzung, Partikelgröße und Aggregationszustand. Die Technikumsanlagen erlauben die Herstellung technisch relevanter Mengen und bilden die Grundlage für skalierbare Prozesse.

IN-SITU-DIAGNOSTIK UND SKALIERUNG
Um die Synthese physikalisch-chemisch zu verstehen, koppeln wir umfangreiche In-situ- und Online-Messtechnik in die Reaktoren ein und verknüpfen Experimente eng mit Prozesssimulation. Erkenntnisse aus idealisierten Laboranlagen werden konsequent in skalierbare Konzepte übertragen, sodass Pilotanlagen technisch genutzten Systemen sehr nahe kommen.

LASERABLATION IN DER FLÜSSIGPHASE
Mit der Laserablation in Flüssigkeiten erzeugen wir Nanopartikel direkt aus Festtargets – ohne zusätzlichen Stabilisator oder aufwändige Reinigungsschritte. So entstehen hochreine, ligandenfreie Partikel mit freier Oberfläche, die sich besonders für Anwendungen in Katalyse, Medizin oder Optoelektronik eignen.

 

Beteiligte Arbeitsgruppen

Prof. Dr.-Ing. Stephan Barcikowski

Nanopartikelpolymerkomposite, Lasergenerierte Katalysatoren

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Dr. Sebastian Hardt

Gasphasensynthese

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Prof. Dr. Christof Schulz

Hochtemperaturkinetik

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Apl. Prof. Dr. Hartmut Wiggers

Flammen- und Plasmareaktoren, Pilotanlagen

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