Partikelgrößenverteilung von Nanopartikeln aus Zinnoxid
„Nano“ ist spannend, denn Stoffe die in kleinsten Größen vorliegen, besitzen oftmals andere Eigenschaften als der gleiche Stoff in größeren Abmessungen. Und so unterschiedlich ihre Eigenschaften sind, so vielfältig sind ihre Einsatzgebiete.
Als Nanopartikel bezeichnet man Materialien, deren Größe an einer Kantenlänge 100nm unterschreitet. In diesem Größenbereich bestehen die Partikel meist aus Einheiten von wenigen bis einigen tausend Atomen oder Molekülen. Daher besitzen sie oft andere Materialeigenschaften als in ihrem gewohnten Erscheinungsbild.
Dies können beispielsweise andere optische oder elektrische Eigenschaften betreffen; sie liegen zumeist in dem unterschiedlichen Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen der Materialien begründet. Dieses Verhältnis wird umso größer, je kleiner die Partikel werden.
Aber wie kann man diese Einsatzstoffe analytisch kontrollieren? Mit einem System, das speziell für die Nanotechnologie und Biowissenschaften entwickelt wurde: dem SALD7500nano. Es arbeitet mit der statischen Laserbeugung und hat einen Messbereich von 7nm bis 800µm. 78 einzelne Detektorelemente erfassen das gesamte Beugungsmuster.
Der optische Aufbau entspricht der sogenannten Fourier-Optik. Hierbei wird die Probe im parallelen Lichtstrahl gemessen, bevor eine weitere Linse das Licht der Beugungs-muster auf den Detektor fokussiert.
Der Vorteil dieser Optik liegt in einer wesentlich besseren und schärferen Auflösung als bei der ebenso verwendeten Reverse-Fourier-Optik, bei der die Probe im konvergenten Lichtstrahl gemessen wird. Die Fourier Optik ermöglicht zudem den Einsatz von Zellen größerer Schichtdicke.
Praxistest
Nanopartikel werden zur Beschichtung von Materialien eingesetzt. Etwa bei der Herstellung von Bildschirmen (aufgrund optischer Eigenschaften) oder zur Versiegelung von Materialien (Verhinderung von Diffusion). Zur Qualitätssicherung gehört es die eingesetzten Materialien vor der Verwendung zu überprüfen.
Das SALD-7500nano kann für solche Messungen eingesetzt werden. In dem Beispiel wurden Nanopartikel aus Zinnoxid untersucht.
Ergebnisse
Die Größenverteilung geht von 11nm bis 40nm. Der modale Partikeldurchmesser liegt bei 18 nm.
Empfohlenes Gerät / Ausstattung
SALD-7500nano
BC-75 / MS-75
Partikelgrößenverteilung einer Zinnoxid-Suspension (Nanopartikel)