Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Magischer Prozess

15.05.2013
Bottom-Up-Verfahren zur Herstellung von Dodecan-in-Wasser-Nanoemulsionen

Einen neuen Prozess zur Herstellung von Öltröpfchen in Wasser im Nanometerbereich stellen japanische Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie vor, den sie MAGIQ (monodisperse nanodroplet generation in quenched hydrothermal solution) nennen.

Kohlenwasserstoffe und Wasser mischen sich nicht unter Standardbedingungen, aber bei hohen Temperaturen und hohem Druck in der Nähe des kritischen Punktes von Wasser sind sie frei mischbar. Das Abschrecken homogener Lösungen von Dodecan und Wasser unter diesen Bedingungen in der Gegenwart eines Detergens liefert Nanoemulsionen in nur zehn Sekunden.

Öl und Wasser lassen sich nicht mischen, können aber Emulsionen bilden, eine der Komponenten ist dann in Form winziger Tröpfchen in der anderen dispergiert. Milch, Cremes und Druckfarben sind Beispiele für Emulsionen. Nanoemulsionen mit Tröpfchen im Bereich von nur 20 bis 200 nm Durchmesser rücken in letzter Zeit in den Fokus des Interesses. Aufgrund der kleinen Tropfengröße sind sie transparent oder durchscheinend und entmischen sich deutlich langsamer. Zudem sind interessante neue Anwendungen möglich, etwa für pharmazeutische und kosmetische Formulierungen, die besser aufgenommen werden, oder auch als "Nanoreaktoren" für die Herstellung von Nanomaterialien.

Emulsionen werden üblicherweise in "top-down" Verfahren hergestellt. Wasser-Öl-Tensid-Mischungen werden äußeren Kräften ausgesetzt, etwa durch kräftiges Rühren, um größere Tropfen in kleinere zu zerteilen. Dies wird immer schwieriger, je kleiner die Tröpfchen sind, daher sind dieser Methode Grenzen gesetzt. Feste Nanoteilchen werden dagegen meist in einem "bottom-up" Prozess hergestellt. Dieser beginnt mit einer homogenen Lösung, gelöste Moleküle lagern sich dann zusammen und bauen Nanopartikel auf. Dies wäre eine auch Alternative für Nanotröpfchen. Das Problem: Wasser und Öl müssten eine homogene Lösung bilden, sind aber eben nicht mischbar.

Shigeru Deguchi und Nao Ifuku von der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology in Yokosuka haben jetzt mit dem MAGIQ-Prozess einen Ausweg gefunden. Wird Wasser unter Druck erhitzt, erreicht es bei 374 °C und 22,1 MPa den kritischen Punkt, es gibt keine Unterschiede mehr zwischen flüssig und gasförmig. Das Wasser dissoziiert nicht mehr und es gibt keine Cluster aus Wassermolekülen mehr. Damit gleichen die Eigenschaften des Wassers denen eines Öls wie Dodekan und die beiden lassen sich frei mischen. Wird diese homogene Lösung mit kaltem Wasser abgeschreckt, erfolgt eine sehr rasche Phasentrennung und man erhält extrem kleine Tröpfchen in weniger als 10 Sekunden. Die Zugabe eines Detergenz stabilisiert die Nanoemulsion. Die Forscher entwickelten einen Apparat, in dem die "magische" Methode im Durchflussverfahren laufen kann. Abkühltemperatur und -geschwindigkeit, das Mischungsverhältnis von Wasser zu Dodekan sowie die Detergenzkonzentration bestimmen die - sehr einheitliche - Tropfengröße.

Angewandte Chemie: Presseinfo 19/2013

Autor: Shigeru Deguchi, Agency for Marine-Earth, Yokosuka (Japan), http://www.xbr.jp/yokohama-cu/deguchi/contact/index_e.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201301403

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie