In - bei Duepublico - an der Universität Duisburg-Essen

Theoretische Grundlagen
Nach H. Staudinger werden die kolloidalen Systeme in Dispersionskolloide,
Molekülkolloide und Assoziationskolloide eingeteilt. Diese Einteilung lässt sich
im Wesentlichen auf thermodynamische und strukturelle Überlegungen
zurückführen. Bei den sogenannten Dispersionskolloiden handelt es sich um
thermodynamisch instabile Systeme, deren Kolloide sich gegenüber dem
Dispersionsmedium hydrophob verhalten. Sie neigen daher zur Auflösung oder
Agglomeration, weshalb eine Stabilisierung der Kolloide notwendig ist.
Molekülkolloide stellen thermodynamisch stabile Systeme dar, deren
Partikelgröße aus Makromolekülen wie z.B. Polysacchariden gebildet wird.
Diese Makromoleküle entstehen durch die kovalente Verknüpfung von
durchschnittlich 10 3 bis 10 9 Atomen. Als Assoziationskolloide werden
thermodynamisch stabile, hydrophile Systeme bezeichnet, die durch
Zusammenlagerung von Tensideinzelmolekülen sogenannte Mizellen bilden.
Als Dispersion wird ein kolloidales System bezeichnet, bei dem eine feste Phase
in einem flüssigen Dispersionsmedium fein verteilt ist. Insbesondere können
Nanopartikel so dispergiert vorliegen.
Allgemein können Nanopartikel als kleiner Ausschnitt eines Festkörpergitters
betrachtet werden. Die Synthese kann daher wie bei den entsprechenden
Festkörpern erfolgen. Es gibt grundsätzlich zwei Methoden, um Nanopartikel zu
synthetisieren. Bei der Top-down-Methode wird ein makrokristallines Material
durch mechanische Einwirkung auf eine nanoskalige Dimension verkleinert. Die
sogenannte Bottom-up-Methode geht dagegen vom atomaren Zustand aus. Die
Synthese beginnt mit der Keimbildung. In der fortsetzenden Reaktion wird die
Oberfläche mit weiteren Atomen gesättigt, wodurch die Nanopartikel wachsen.
Zur Herstellung von Nanopartikeln muss dieses Wachstum gestoppt werden.
Dazu werden passivierende Moleküle benötigt, die die Oberfläche sterisch oder
elektrostatisch schützen.
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