04/2003
Forschern aus dem Forschungszentrum Karlsruhe vom Institut für Materialforschung III ist es gelungen, völlig neuartige mehrlagige Nanopartikel herzustellen, die eine charakteristische Fluoreszenz aufweisen. Den Kern dieser Nanosubstanzen bilden metalloxidische Nanoteilchen. Eine Monolage eines organischen Farbstoffs umhüllt den Kern mit einer Zwischenschicht, welche wiederum von einer schützenden Polymerschicht umgeben ist. Auf diese Weise kann die Emissionsfarbe durch eine große Auswahl an Luminophoren, also Substanzen, die nach Anregung Licht ausstrahlen, in weitem Spektrum variiert werden.
Spezifische Materialkombinationen der Partikel besitzen somit eine charakteristische Fluoreszenz. Dadurch werden diese neuartigen Nanosubstanzen für diverse Anwendungen interessant. Zumal sie auch ungiftig sind sowie eine hohe Stabilität gegenüber Wasser und anderen Lösungsmitteln aufweisen. Weiterhin sind auch Kombinationen von Eigenschaften möglich, wie z.B. Nanopartikel, die fluoreszieren und gleichzeitig magnetisch sind.
Zukünftige Anwendungsmöglichkeiten sieht die Forschergruppe um Prof. Dr. Dieter Vollath in den Bereichen Informationstechnologie und als Sicherheitsmerkmal. Der Einbau dieser Partikel in hochwertige Markenartikel beispielsweise wäre ein unverwechselbares Indiz der Echtheit, weil ein Scan der Fluoreszenz sofort ein typisches Emissionsspektrum liefern würde. Auch der Einsatz als Marker in Medizin und Biologie wird angestrebt.
Die Herstellung dieser dreilagigen Nanopartikel gelang mit dem patentierten Karlsruher Mikrowellenplasmaverfahren (KMP-Verfahren), das in den Jahren 1991/92 am Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt und seitdem kontinuierlich erweitert wurde. Die besondere Kunst, dass die Nanopartikel nach ihrer Synthese sich nicht zu größeren Einheiten zusammenschließen, beruht hier auf Abstoßung durch elektrische Ladung. Dadurch gehen die besonderen Eigenschaften nicht verloren, die einzig auf der extremen Kleinheit beruhen. Als Nanopartikel gilt erst, was kleiner als ein 10Millionstel Meter ist.
Das Forschungszentrum Karlsruhe ist Partner des überregionalen Netzwerks für Nanomaterialien, NanoMat, dessen Geschäftsstelle sich ebenfalls am Forschungszentrum befindet. Mit NanoMat koordinieren insgesamt 24 Partnern aus Forschungseinrichtungen und Industrie ihre Forschungsprojekte zum Thema der Synthese und Untersuchung von metallischen und keramischen nanostrukturierten Materialien und Werkstoffen und den Funktionen, die sich aus der Nanoskaligkeit ergeben. Innerhalb des Netzwerks NanoMat werden die Kompetenzen der Kooperationspartner gebündelt, so dass Projekte interdisziplinär und durchgängig von der Vorlaufforschung bis zum Transfer in wirtschaftlich verwertbare Ergebnisse durchgeführt werden können.
Mehr Informationen bei:
NanoMat
Dr. Regine Hedderich
Postfach 3640
76021 Karlsruhe
Dreilagige Nanopartikel in Pulverform in Glasküvetten und als Formkörper fluoreszieren im UV-Licht