Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von Bläschen zu Käpselchen

07.09.2006
Herstellung von Siliciumdioxid-Nanokapseln durch Aufschäumen von Polymeren mit überkritischem Kohlendioxid

Nanokapseln sind Hohlkörper mit Durchmessern im Nanometer-Bereich und sehr dünnen Hüllen, die ein winziges Flüssigkeitsvolumen speichern und ihre Fracht verlustfrei und geschützt durch ein fremdes Medium transportieren können. Zum Beispiel durch die Blutgefäße des menschlichen Körpers. In der Technik werden Nanokapseln darüber hinaus zum Einkapseln von Duftstoffen, Druckfarben oder Klebstoffen verwendet. Am Zielort lässt sich diese Fracht dann durch Druck oder Reibung freisetzen. Japanische Forscher haben nun eine neue, pfiffige Methode zur Herstellung von Nanokapseln aus Siliciumdioxid entwickelt: Ausgangspunkt sind winzige Kohlendioxid-Bläschen in einem Silikon-Copolymer.

Lei Li und Hideaki Yokoyama beschichten Silizium-Wafer, die als Träger dienen, mit dünnen Filmen aus einem speziellen Kunststoff, dessen Moleküle aus einer Polystyrol- und einer Silikondomäne aufgebaut sind, einem so genannten Block-Copolymer. Die Copolymer-Filme der Forscher sind so aufgebaut, dass nanoskopische "Tröpfchen" aus Silikon in einer Matrix aus Polystyrol "schwimmen". In diesen Film wird unter erhöhtem Druck und bei 60 °C überkritisches Kohlendioxid (CO2 ) eingepresst. (Bei einem überkritischen Fluid kann nicht zwischen Flüssigkeit und Gasphase unterschieden werden.) Das CO2 lagert sich dabei in die Silikon-Tröpfchen des Block-Copolymers ein und bildet Bläschen. In die Polystyrol-Matrix kann es dagegen nicht eindringen. Im nächsten Schritt kühlen die Wissenschaftler den Film auf 0 °C ab, um die Polystyrol-Matrix einzufrieren, und senken dann den Druck langsam auf Atmosphärendruck ab. Das CO2 wird gasförmig, dehnt sich aus - und kann aus den Bläschen entweichen, ohne dass diese kollabieren. Anschließend setzen die Forscher den Polymer-Film Ozon und UV-Licht aus. Unter diesen Bedingungen wird die Polystyrol-Matrix vollständig zersetzt. Das Silikon, das die Bläschen umhüllt, wird zu Siliciumdioxid (SiO2, "Kieselsäure") oxidiert. Auf diese Weise entsteht auf dem Träger ein dünner Film aus dicht gepackten, winzigen Hohlräumen mit einer feinen Hülle aus Siliciumdioxid. Diese Nanokapseln haben Durchmesser von weniger als 40 Nanometern und etwa 2 Nanometer dicke Wände.

Der besondere Vorteil dieser Methode liegt darin, dass die erhaltenen Nanokapseln in einer zweidimensionalen Struktur angeordnet sind, die über die Wahl der Domänen des Block-Copolymers gezielt variiert werden kann.

Angewandte Chemie: Presseinfo 35/2006

Autor: Hideaki Yokoyama, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tsukuba (Japan), mailto:yokoyama@ni.aist.go.jp

Angewandte Chemie 2006, 118, No. 38, doi: 10.1002/ange.200602274

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de
http://presse.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Block-Copolymer Bläschen CO2 Nanokapsel Polystyrol-Matrix Siliciumdioxid

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen
05.12.2016 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

nachricht Neue Arten in der Nordsee-Kita
05.12.2016 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Fraunhofer WKI koordiniert vom BMEL geförderten Forschungsverbund zu Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen

05.12.2016 | Förderungen Preise

Höhere Energieeffizienz durch Brennhilfsmittel aus Porenkeramik

05.12.2016 | Energie und Elektrotechnik