Das Kontaktverhalten von Nanopartikeln ist entscheidend für industrielle Prozesse wie z.B. Fluidisierung oder Agglomeration. Diese Prozesse finden in vielen verschiedenen industriellen Bereichen eine breite Anwendung. Beispiel hierfür sind die Pharmaindustrie, erneuerbare Energie oder die Lackherstellung.
Bisherige Kontaktmodelle (JKR, DLVO, Kapillarkräfte) gehen von einem Kontinuum Ansatz aus um das Verhalten der Kontaktflächen zu beschreiben. Allerdings ist unklar, ob diese Ansätze auch dann gelten, wenn die Partikel genauso groß sind, wie die Reichweite der Interaktion zwischen den Partikeln. Innerhalb dieses Tandemprojektes werden die Adhäsionskräfte zwischen TiO2 Nanopartikelaggregaten näher untersucht. Die TiO2 Nanopartikel werden als Schichten mithilfe der Flammensprühpyrolyse (FSP) hergestellt. Die hergestellten Nanopartikel werden mittels XRD, BET und TEM charakterisiert. Zur Bestimmung der Adhäsionskräfte zwischen den TiO2 Nanopartikeln werden mit der Rasterkraftmikroskopie (AFM) Kraft-Weg-Kurven gemessen. Aufgrund der Porosität der Schicht kommt es zur mehreren Kontakten zwischen der AFM-Spitze und einzelnen Nanopartikeln. Die Messkurven werden statistisch ausgewertet. Diese Ergebnisse werden mittels AFM-Messungen von TiO2 Einkristallen im Größenbereich von einigen Mikrometern verifiziert, um Effekte auf der Nanoskala offen zulegen. Zusätzlich werden die Experimente um atomistische Modellierungen ergänzt (Gruppe von Prof. Colombi Ciacchi) die, bei der Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Nanopartikeln, wichtige Erkenntnisse liefern soll.
(DFG SPP 1486 PiKo)
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