Blick auf Nanopartikel im Wasserbad

Egal ob Wand- oder Druckerfarbe, Arznei- oder Kontrastmittel – in der Praxis werden Nanopartikel meistens als Dispersion eingesetzt. Ihre Größe und Form im flüssigen Medium kann unter anderem mit verschiedenen Methoden der Lichtstreuung enthüllt werden. Dafür sind die Wissenschaftler der Analytik-Gruppe um Anja Kröger-Brinkmann Spezialisten. Die Verfahren beruhen darauf, eine Dispersion der Nanoteilchen mit einem Laserstrahl zu durchleuchten. Dabei streuen die Nanoteilchen das Licht. Die Intensität und Richtung des gestreuten Lichts hängt von der Gestalt und Größe der Teilchen ab. Über Letztere lassen sich etwa mit der dynamischen Lichtstreuung zuverlässige Aussagen treffen. Dabei analysieren die Forscher, wie stark das Bild des gestreuten Lichts, das an den Schnee auf einem gestörten Fernsehbild erinnert, flimmert. Das hängt von der Brown’schen Bewegung der Teilchen ab, und die wiederum von der Größe. Wenn die Forscher das Streulicht analysieren, das in Richtung großer Winkel abgelenkt wird, kann ihnen diese Technik auch etwas über die innere Struktur der Nanopartikel verraten. Zu diesem Zweck entwickeln sie die

Methode derzeit weiter. Liegen in einer Dispersion Gemische unterschiedlich großer Partikel vor, so müssen die Teilchen zunächst getrennt oder sortiert werden, damit zuverlässige Aussagen über ihre Größenverteilung getroffen werden können. Dafür nutzen die Forscher unter anderem die Fluss-Feld-Fluss-Fraktionierung: Sie pumpen eine Dispersion des Teilchengemischs durch einen Kanal. Im rechten Winkel dazu trifft eine zweite Strömung, der Querfluss, auf die Kanalströmung. Diese Strömung drängt die größeren Teilchen stärker zur Kanalwand als die kleineren. Unter Einfluss dieses Kraftfeldes und der entgegenwirkenden Diffusion trennen sich die unterschiedlich großen Teilchen. Die so sortierten Teilchen lassen sich anschließend wiederum etwa mit Lichtstreumethoden analysieren.