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 Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie