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Buch, Hörbücher:

Nanotechnologie

Seite 10

Stand und Perspektiven der Beschäftigung in der Nanotechnologie in Deutschland: Arbeit und Soziales - Eine Expertise auf Grundlage vorhandener Studien und Expertengespräche

Taschenbuch

Herstellung funktionalisierter Eisenoxid-Nanopartikel für die spezifische Verwendung als Kontrastmittel

Nicole Hildebrandt

Taschenbuch

M R I (magnetic resonance imaging, Magnetresonanz-Tomographie) ist eine Methode, mit deren Hilfe in der Medizin unterschiedliche Gewebearten nachgewiesen werden können. [1] Dies ist besonders wichtig, da viele Krankheiten, unter anderem Krebserkrankungen, mit einer Veränderung des betroffenen Gewebes einhergehen. Bei der M R I wird das magnetische Verhalten von Protonen betrachtet, die im Gewebewasser gebunden sind. Dieses Verhalten ist von der direkten Umgebung der Wassermoleküle abhängig, so dass eine Unterscheidung zwischen Gewebewasser unterschiedlicher Körperkompartimente mittels M R I möglich ist. Ebenso ist ein Unterschied zwischen krankem und gesundem Gewebe zu erkennen. Gemessen werden dabei die Relaxationszeiten T1 (longitudinale Relaxationszeit) und T2 (transversale Relaxationszeit) der Protonen. Häufig werden zusätzlich Kontrastmittel eingesetzt, um die Qualität der Aufnahmen zu verbessern. [2] Sehr erfolgreich ist dabei der Einsatz von superparamagnetischen Eisenoxidpartikeln ( S P I O), die die Relaxationszeit T2 von ( Wasser)-Protonen in unmittelbarer Umgebung erniedrigen. [

Elektrisch leitfähige Füllstoffnetzwerke in Duroplasten auf der Basis von Kohlenstoff-Nanopartikeln, -Nanofasern und -Nanotubes

Matthias K Schwarz

Taschenbuch

Polymere besitzen in der Regel hohe elektrische Widerstände. In vielen Anwendungen, wie z. B. bei Mikrowellengeschirr oder auch Isolatoren für elektronische Bauteile ist das ein Vorteil. Laden sich Teile einer polymeren Baugruppe durch Reibung elektrostatisch auf, so erweist sich aber gerade diese Eigenschaft als Nachteil. Elektrisch leitfähige Bauteile auf Kunststoffbasis lassen sich auf unterschiedlichen Wegen herstellen. Bei vielen Polymeren besteht die Möglichkeit sie mit einem leitfähigen Füllstoff zu durchmischen. Ziel dieser Arbeit ist es, die chemisch-physikalischen Wechselwirkungen von Epoxyharzen mit kohlenstoffartigen Füllstoffen soweit zu klären, dass sowohl das Perkolationsverhalten der Verbundwerkstoffe als auch das Verhalten der Füllstoff/ Epoxyharz Dispersionen im elektrischen Feld aus charakteristischen Parametern der Epoxyharze und des Füllstoffes vorhergesagt werden kann. Als Füllstoffe kommen einerseits Hochleitfähigkeitsruß (wegen der großen Oberfläche) und andererseits Kohlenstoff Nanofasern und Nanotubes als Beispiele für Füllstoffe mit einem hohen Aspektverhältnis zum Einsatz. Um die chemische Wechselwirkung Füllstoff/ Polymer zu charakterisieren, wird mit geeigneten Epoxyharzen eine basische ( Aminsysteme), eine neutrale ( Vinylesterharz) und eine saure ( Anhydridsystem) Umgebung in der Dispersion geschaffen. Dabei ist es gelungen, mit äußerst geringen Füllgraden leitfähige Verbundwerkstoffe herzustellen. Entsprechend der chemischen Wechselwirkung lädt sich der Füllstoff negativ ( Aminsystem, basisch), positiv ( Anhydridsystem, sauer) oder nicht ( Vinylesterharz, neutral) auf. Geringe ionische Leitfähigkeit ( Aminsysteme) führt zu einer elektrostatisch stabilisierten Dispersion, die nur langsam koaguliert. Die hohe ionische Leitfähigkeit des Anhydridsystem hat eine rasche Koagulation des Füllstoffes zur Folge. Die Perkolationsschwelle ist für den Fall der Aminsysteme stark abhängig von der Probenherstellung.

Herstellung und Chrakterisierung von Fe-Pt Nanostrukturen

Jens Ellrich

Taschenbuch

Die drei großen Teile dieser Arbeit, Eisen-Platin Grenzflächen, L10 geordnete Fe-Pt Systeme sowie Fe-Pt Nanoteilchen folgen den in Abb. 1. 1 vorgestellten Ideen zu nanostrukturierten, bimetallischen Systemen. Es wurde in dieser Arbeit versucht, den Zusammenhang zwischen Struktur und magnetischen Eigenschaften an dem gleichermaßen technologisch wichtigen wie auch für die Grundlagenforschung interessanten System Fe-Pt nachzuzeichnen. Dabei wurden eine Vielzahl unterschiedlicher Aspekte angesprochen, die nun im Folgendem für die einzelnen Teile zusammengefasst und abschließend mit einem Blick auf das Gesamte bewertet werden.

Widerstandsfluktuationen abschreckend kondensierter, nanostrukturierter Silberschichten

Michael Burst

Taschenbuch

Thema dieser Arbeit sind Untersuchungen des Widerstandsverhaltens dünner, nanostrukturierter Silberproben in verschienenden mikroskopischen Zuständen. Dazu wurden bei tiefen Temperaturen dünne Proben abschreckend kondensiert hergestellt und durch verschiedenes Tempern in ihrer mikroskopischen Struktur verändert. Die entsprechenden Messungen fanden in situ statt. Es wurden sowohl Messungen des Widerstandsmittelwertes zur allgemeinen Charakterisierung vorgenommen als auch Widerstandsfklutuationen über der Zeit untersucht.

Magnetization Dynamics of Nanostructured Ferromagnetic Rings and Rectangular Elements

Fabian Giesen

Taschenbuch

Broschiertes Buch

Synthese und Charakterisierung nanokristalliner transparenter Halbleiteroxide

Joachim Brehm

Taschenbuch

In dieser Arbeit konnten erfolgreich die transparenten Halbleiteroxide I T O und dotiertes Zn O durch die Pyrolyse metallorganischer Precursoren als nanoskalige Pulver hergestellt werden. I T O wurde, mit Hilfe einer erstmals zur Herstellung oxidischer Materialien genutzten, plasmaunterstützten Variante des C V S-Prozesses, als extrem kleine und schmal verteilte Partikel hergestellt. Auf der Suche nach kostengünstigen Alternativen zu I T O wurden dotierte Zn O-Pulver durch einen bei Atmosphärendruck ablaufenden C V S-Prozeß hergestellt. Die Prozeßführung bei Atmosphärendruck wurde erstmals im Fachgebiet Dünne Schichten durchgeführt. Zusätzlich konnte die für Anwendungen interessante Option der Dispergierung der Partikel direkt während der Synthese realisiert werden. Auch für Zn O-Pulver wurden schmale Verteilungen der Korngröße bei mittleren Werten von 10-30 nm erzielt. Synthesetemperaturabhängig wurden die Größe, die Verteilungsbreite und die Zersetzung von undotierten nanokristallinen Zn O-Proben untersucht und charakterisiert. Temperaturen von 1300 ° C und höher hatten zunehmende negative Auswirkungen auf die Verteilungsbreite und die Ausbeute. Diese Resultate stellen neue Erkenntnisse in Hinsicht auf die in der Literatur bekannte Zersetzungstemperatur von 1800 ° C von Zn O dar. Die Größe der Körner zeigt generell eine leichte Abnahme mit abnehmender Synthesetemperatur. Es wurden Einflüsse der Dotierelemente Al, Ga und In auf die Eigenschaften in Zn O Proben untersucht. Eine Abnahme der Korngröße mit zunehmender Dotierung und zunehmender Abweichung der Ionenradien der Dotierelemente wurde festgestellt. Weiterhin wurde eine leichte Zunahme der Verteilungsbreite der Körner mit zunehmender Dotierelementkonzentration beobachtet.

Nanostrukturierung mittels Rasterkraftmikroskopie und Elektrochemie

Christian Obermair

Taschenbuch

Die Nanotechnologie ist ein hochaktuelles Gebiet der Forschung, da durch nanoskalige Komponenten neue Funktionalitäten entstehen, die eine Vielzahl neuer Anwendungsgebiete eröffnen [1]. Will man sich bei Untersuchungen auf diesem Gebiet nicht nur auf in der Natur vorkommende Nanostrukturen beschränken, wie man sie z. B. aus der Biologie ( Biologische Selbstorganisation, D N A, Lotus-Effekt [2]) kennt, so braucht man Methoden, um diese Strukturen auf der Nanometerskala gezielt herstellen zu können. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung von Nanostrukturen durch selbstorganisierte Kristallitanordnungen [3]. Mit Methoden der Selbstorganisation ist es durchaus möglich, sehr viele Strukturen mit Abmessungen im Bereich weniger Nanometer in einem Arbeitsgang zu erzeugen. Jedoch können auf diesem Wege keine individuellen, frei wählbaren Nanostrukturen hergestellt werden. Einen flexibleren Ansatz bietet die Elektronenstrahllithographie [4], die es ermöglicht, frei wählbare - in der Regel laterale - Strukturen auf Oberflächen zu erzeugen. Ein großer Vorteil liegt dabei in der Kompatibilität mit sehr gut verstandenen Prozessen der Halbleitertechnologie und der Möglichkeit, Strukturen flexibel mit Abmessungen über mehrere Größenordnungen hinweg zu erzeugen. Bei komplexen Strukturen ist man mittlerweile bei Größen, z. B. bei Metallbahnbreiten, von 20 nm angelangt, bei der Herstellung von Einzelstrukturen (einzelne Leiterbahn oder Metallinsel) bei weniger als 10 nm [5]. Die Elektronenstrahllithographie ist allerdings ein sehr aufwendiges technisches Verfahren: So muss zunächst eine aus einem Kunststoff bestehende Maske erzeugt werden, die in mehreren Prozessen - Entwickeln der Maske, Übertragen der Strukturen durch Ätzen, Entfernen des Maskenmaterials - auf das eigentliche Material (z. B. Metalle oder Halbleiter) übertragen wird.

In-situ Prozessanalyse der CVS-Synthese von nano-kristallinem Siliziumkarbid mit Hilfe eines Aerosolmassenspektrometers

In-Kyum Lee

Taschenbuch

Nanokristalline Materialien sind polykristalline Festkörper mit Korngrößen im Bereich von einigen Nanometern. Durch das große Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bei nanoskopischen Partikeln ist der Anteil von Atomen in Grenzflächen sehr hoch. Physikalische und chemische Eigenschaften unterscheiden sich von Eigenschaften im makroskopischen Bereich. Solche Größeneffekte werden in der Regel dann beobachtet, wenn strukturelle Längen charakteristische Größen physikalischer oder chemischer Eigenschaften erreichen. Es gibt eine Fülle von Beispielen für neue, interessante und vielversprechende technologische Anwendungen auf der Basis von Nanostrukturen. Beispielsweise ist die Sinteraktivität ultrafeiner Pulver deutlich erhöht. So können dichte keramische Bauteile bei deutlich niedrigeren Temperaturen hergestellt werden. Für funktionelle Anwendungen ist die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit mit abnehmender Teilchengröße interessant. Die elektrische Leitfähigkeit von Indium verringert sich um mehrere Größenordnungen mit abnehmender Teilchengröße [ Kodas, 1999]. Die Realisierung von Nanostrukturen in technologischen Anwendungen erfordert als erstes die kontrollierte Herstellung von Materialien in dieser Größenskala. Eine wesentliche Voraussetzung für die Herstellung von Bauteilen aus nanokristallinen Materialien sind schwach agglomerierte Pulver mit schmaler Größenverteilung und mittleren Teilchengrößen unterhalb von 10 nm bei gleichzeitig hoher Reinheit. Kommerziell werden pulverförmige Materialien ( Ruß, Si O2, Ti O2) durch Gasphasenprozesse im Maßstab von Millionen Tonnen pro Jahr hergestellt.