In - bei Duepublico - an der Universität Duisburg-Essen

Theoretische Grundlagen
Strukturfluktuationen der benötigte Energieaufwand so groß, dass die gebildeten
Cluster ihre Struktur nicht mehr ändern. An diesem Punkt spricht man von
Kristallisationskeimen. Diese können einkristalline oder einfach bzw. mehrfach
verzwillingte Strukturen sein.
Je nach Art der Struktur der Kristallisationskeime können unterschiedlich
geformte Nanokristalle entstehen. [23,26,27] Um nur eine Form zu erhalten, muss
die Struktur der Keime kontrolliert werden. Dies kann sowohl thermodynamisch
als auch kinetisch erfolgen. Bei einer thermodynamisch kontrollierten Reaktion
wird hauptsächlich das stabilste Produkt gebildet. Eine treibende Kraft hierfür
ist die Oberflächenenergie. Die kinetische Kontrolle der Keimbildung erfolgt
über die Zersetzungs- bzw. Reduktionsgeschwindigkeit der
Ausgangsverbindung. Durch eine langsame Geschwindigkeit bilden sich
Kristallisationskerne und -keime, die durch zufällige hexagonale dichte
Packungen mit Stapelfehlern entstehen. [28] Dadurch kommt es zu
höherenergetischen Strukturen als thermodynamisch anzunehmen wäre.
Beispielsweise sind plättchenförmige Kristalle nie thermodynamisch günstig.
Sie entstehen nur, wenn Keimbildung und Wachstum vom thermodynamisch
kontrollierten Weg abweichen. Im Gegensatz zur thermodynamischen Kontrolle
ist die kinetische Kontrolle beeinflussbar. Dies ist unter anderem durch eine
Verlangsamung des Zerfalls der Vorstufe, [29] ein schwaches Reduktionsmittel, [30]
die Kopplung der Reduktion mit einem Oxidationsprozess [31] oder die
Ausnutzung der Ostwald-Reifung möglich. [32] Alle diese Methoden basieren
darauf, dass durch Erniedrigung der Atomkonzentration in der Lösung das
autokatalytische Wachstum zu Polyederstrukturen verhindert wird.
Phase III der Keimbildung nach La Mer ist das Wachstum der Keime zu
Nanokristallen. Dies geschieht durch Anlagerung von weiteren Metallatomen an
die Oberfläche. Das Wachstum wird durch die Konkurrenz der abnehmenden
Volumenenergie, die das Wachstum fördert, und die Zunahme der
Oberflächenenergie, die die Auflösung fördert, bestimmt. Durch die Zugabe
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