Development of ultrashort-pulse-laser based methods for the generation and dispersion of nanoparticles in organic solvents and control of the size distribution and stability.

开发基于超短脉冲激光的方法，用于在有机溶剂中生成和分散纳米颗粒以及控制尺寸分布和稳定性。

• 批准号: 53387862
• 负责人: Professor Dr. Boris Chichkov, Ph.D.
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Technische Chemie I
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/53387862?language=en
• 关键词: Development; ultrashort; pulse; laser; based

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung des Ultrakurzpuls(UKP)-Laserstrahlabtragens in organischen Lösungsmitteln zur Erzeugung und Dispersion von Nanopartikeln. Durch den Abtrag fester Substrate in flüssiger Umgebung mit Piko- und Femtosekundenlasestrahlquellen werden kolloidale Nanopartikel gebildet. Es soll der Einfluss der Laserparameter (Fluenz, Pulsdauer), des Targets (Material), und des Mediums (Viskosität, Polarität, Polarisierbarkeit) auf die Größenverteilung, Morphologie und Stabilität der Nanopartikel untersucht werden. Für die Grundlagenuntersuchungen zum Ablationsprozess in der Flüssigkeit, der Partikelentstehung und der Kinetik der Partikelfunktionalisierung werden zwei Durchflusszellen mit einem angeschlossenen Rohrreaktor konstruiert und aufgebaut. Mittels der mathematischen Modellierung sollen die grundlegenden Mechanismen (wie spinodaler Zerfall, Kinetik der Clusterbildung) der Nanopartikelgenerierung beim Laserabtragen in Flüssigkeit beschrieben werden. Auf Basis der experimentellen und theoretischen Untersuchungen, werden die Determinanten (Laserparameter: Laserfluenz, Pulsdauer; Materialeigenschaften: Zusammensetzung, Dichte, Wärmekapazität, Elektron-Phonon-Kopplung) der physikalischen Prozesse, die für die Generierung der Nanopartikel verantwortlich sind, in die Modellierung einbezogen. Das mathematische Modell soll die zugrunde liegenden Prozesse (Laserabsorption, Wärmetransport, Stefan-Problem, Clusterbildung und- Wachstum, Sublimations- und Verdampfungsdynamik) qualitativ und quantitativ beschreiben und nach experimentellen Abgleich eine Voraussage der Nanopartikelgrößenverteilung ermöglichen. Die Größenkontrolle und der Dispersionsgrad der Nanopartikeln sind zentrale Arbeitspunkte bei der Generierung der Kolloide zur Herstellung von Polymer-Nanokompositen. Untersucht werden darüber hinaus Methoden zur Stabilisierung durch Vorlage eines Stabilisierungsreagenz (z.B. Thiole, Karbonsäuren) im Lösungsmittel. Die in organischen Lösungsmitteln erzeugten Nanopartikel werden mit Monomeren gemischt und im Folgeschritt polymerisiert. Alternativ werden die Nanopartikeln direkt in Monomeren (wie Acrylaten, Styrol-Derivaten, Ethylenglykol) generiert. Die Ergebnisse bilden die Grundlage, um neue Polymer-Nanokomposite durch UKP-Laserabtragen in Solvens und folglich der in-situ Dispersion und Stabilisierung von Nanopartikeln herzustellen. Modellhaft werden Multimaterialdispersionen in einem Prozessschritt erstellt, welche den Zugang zu neuen multifunktionalen Nanomaterialien schaffen.

在L的组织中，激光和分散的冯·纳米技术是一种新的技术。在Flüssiger Umgebung MIT Piko-und Femtosekundenlasestrahlquellen中的Flüssiger Umgebung MIT Piko-and Femtosekundenlasestrahlquellen Wen den kolloidale Nanopartikel gebildet.对激光参数(Fluenz、Pulsdauer)、靶材(材料)和介质(Viskoiteät、Polarität、PolarisierBarkeit)进行了分析。在Flüssigkeit，Der Partikelentsteung and der Kinetik der Kinetik Durchflusszellen Einem angeschlossenen Rohrreaktor konstruciert and aufgebaut中，Für die Grundlagentersusuhungen zum Ablationsess in der Flüssigkeit，der Partikelentsteung der Kinetik der Kinetik der Dartikelftionalisierung是Zwei Durchflusszellen Einem angeschlossenen Rohrreaktor konstruciert and aufgebaut。在Flüssigkeit Beschrieben的NanopartikelGenerierung bem Laserabtragen的数学模型中，Sollen De grundLegenden机械师(Wie Spinodaler Zerfall，Kinetik der Clusterbildung)是这样的。在物理过程的实验和理论的基础上，我们确定了(激光参数：激光参数：Laserfluenz，Pulsdauer；材料特征：Zusammensetzung，Dichte，Wärmekapazität，Elektron-phon-Kopplung)。作为数学模型的解决方案(激光吸收，WärmetrTransport，Stefan-Problem，Clusterbildung und-Wachstum，升华-and VermepfunsDynamik)定性和定量地研究了纳米级的实验。这是一种新型的纳米聚合物-纳米复合材料。在L看来，这是一项非常重要的工作，因为这是一项重要的工作。在组织中死亡的是一种新的材料，一种材料，一种材料。另一种方法是用单体(WIE丙烯酸酯、苯乙烯衍生物、乙二醇酯)制备纳米粒子。新聚合物-纳米复合材料在Solvens和Folglder原位分散中的应用和稳定性。在纳米材料的基础上，进行了多种功能的多功能材料分散研究。