Wirkstoff-Substrat- Charakterisierung und Protein-Lokalisierung ...

2.2 Metallkolloide
2 Theoretische Grundlagen
Nanopartikel besitzen sehr interessante größenabhängige elektrische, optische, mag-
netische und chemische Eigenschaften. Für viele zukünftige technologische Anwen-
dungen ist die Synthese monodisperser Nanopartikel die Grundvoraussetzung. Es
existieren zwei Wege, um Nanopartikel zu synthetisieren: der vom Großen ins Klei-
ne gerichtete Ansatz (im Englischen: top-down), bei dem physikalische Methoden
zum Zerkleinern makroskopischer Ausgangsstoffe eingesetzt werden, und der kol-
loidchemische vom Kleinen ins Große gerichtete Ansatz (im Englischen: bottom-up)
in Lösung. Die physikalischen Methoden erlauben die Produktion von Nanoparti-
keln in großen Mengen, wobei die Kontrolle der Größe und der Größenverteilung
oft schwierig ist. Im Gegensatz dazu können über kolloidchemische Synthesen ein-
heitliche Nanopartikel mit kontrollierbarer Größe hergestellt werden. (33), (34) Durch
spezielle Reaktionsbedingungen kann auch die Form der Nanopartikel kontrolliert
werden. Beispiele hierfür sind Nano-Stäbchen, Nano-Würfel und andere platonische
(35), (36)
Körper.
Reduktionsmechanismus
Die Reduktion oxidierter Metallverbindungen zu neutralen Atomen basiert auf
Redox-Reaktionen, in denen Elektronen von einem Reduktionsmittel auf das Metall
übertragen werden: (37)
mMe n+ + nRed → mMe 0 + nOx . (26)
Die treibende Kraft für diese Reaktion ist der Unterschied in den Redox-Potentialen
∆E. Aus der Größe ∆E kann die Gleichgewichtskonstante der Reaktion Ke berech-
net werden:
ln Ke = nF ∆E/RT , (27)
mit der Anzahl der im Redoxsystem auftretenden Elektronen n, der Faradaykon-
stante F , der allgemeinen Gaskonstante R und der absoluten Temperatur T . Die
Reaktion ist nur dann thermodynamisch möglich, wenn das Redox-Potential ∆E
positiv ist. In der Praxis sollte der Wert für ∆E größer als 0.4 V sein, um eine
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