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.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung des Ultrakurzpuls（UKP）-Laserstrahlabtragens in organischen Lösungsmitteln zur Erzeugung und Dispersion von Nanopartikeln. Dusden Abtrag fester Substrate in flüssiger Umgebung mit Piko- und Femtosekundenlasestrahlquellen韦尔登纳米粒子图像。这取决于激光参数（Fluenz，Pulsdauer）、目标（Material）和介质（Viskosität，Polarität，Polarisierbarkeit）对纳米粒子的Größenverteilung，Morphologie和韦尔登的影响。Für die Grundlagenuntersuchungen zum Ablationsprozess in der Flüssigkeit，der Partikelentstehung und der Kinetik der Partikelfunktionalisierung韦尔登zwei Durchflusszellen mit einem angeschlossenen Rohrreaktor konstruiert und aufgebaut.数学模型的核心是解决激光加工中纳米粒子产生的基本机理（如自旋共振、动力学）。在实验和理论研究的基础上，韦尔登确定了物理过程的决定因素（激光参数：激光流、脉冲;材料本征值：Zusammensetzung、Dichte、Wärmekapazität、Elektron-Phonon-Kopplung），用于纳米粒子的生成，建立了一种新的物理模型。该数学模型解决了激光吸收、Wärmetransport、Stefan问题、吸收培养和Wachstum、升华和Verdampfungsdynamik等问题，定性和定量地进行了研究，并在实验中得到了一个纳米颗粒的初步验证。Die Größencontrolle und der Dispersionsgrad der Nanopartikeln sind zentrale Arbeitspunkte bei der Generierung der Kolloide zur Herstellung von Polymer-Nanokompositen.通过一个稳定性试验（z.B. Thiole，Karbonsäuren）im Lösungsmittel.在有机层中形成具有单体和聚合物的纳米韦尔登。另一种韦尔登颗粒直接用于单体（如丙烯酸酯、苯乙烯衍生物、乙二醇）。该工程通过UKP-Laserabtragen在溶剂中的原位分散和纳米颗粒的稳定性来形成新的聚合物纳米复合材料。模型轴将韦尔登多材料分散在一个过程中，并将其应用于新的多功能纳米材料。

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.