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Vorlesung 3
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ApplikationsfelderAnwendungsgebiet Phänomen Beispiele
Farben- und Lackindustrie
Stabilisierung und Destabilisierung;
Dispergierung
Nichttropfende Farben; Farbglanz
Papierindustrie Oberflächen-beschichtung; Filmbildung
Hochglanz-papiere
Druckindustrie Adsorption Tintenstrahl-druck
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ApplikationsfelderAnwendungsgebiet Phänomen Beispiele
Landwirtschaft Emulgierung;
KurzzeitstabilitätGesteuerte Wirkstoffabgabe
Photoindustrie Kristallwachstum;
SchichtbildungSchwarz-Weiß Film; Farbfilm
Keramik-industrie
Rheologie Spezialkeramik
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Applikationsfelder
Anwendungsgebiet Phänomen Beispiele
Wasser-wirtschaft
Flockung;
KoagulationEntfärbung;
Entschäumung;
Schlamm-entwässerung
Energie-versorgung
Emulgierung;
RheologieErdölförderung
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Applikationsfelder
Anwendungsgebiet Phänomen Beispiele
Pharmazeutische Industrie
Strukturbildung;
SelbstorganisationPasten; Salben; Creme
Lebensmittel-industrie
Emulgierung; Schaumbildung;
Gelbildung
Schokolade;
Softeis
Waschmittel-industrie
Grenzflächen-phänomene
Waschprozeß
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Therapie bei Hirntumoren
• Fe3O4 – Nanopartikel werden eingespritzt
• Adsorption der Nanopartikel an der Oberfläche der Krebszellen
• Wechselfeld bewirkt Temperaturerhöhung auf 45 °C Krebszellen sterben ab !
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Knochenimplantate
Bei diesem Knochenimplantat aus porösen Titan sind die äußeren Metallkügelchen so mitOctacalciumphosphat beschichtet (eingeklinkte Ausschnittvergrößerung), dass die Poren nicht verstopft werden. Das Phosphat dient als Vorläufer für die Bildung des Knochenminerals Apatit, das dadurch veranlasst wird, in die Poren einzudringen, so dass der Knochen und Implantat gut zusammenwachsen. Die abgebildete Bleistiftspitze dient zum Größenvergleich.
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Wundpuder
Verwendung von poröser, perlförmiger Cellulose als Wundpuder. Sie bindet mit Bakterien und Toxinenkontaminiertes Wundsekret und färbt sich dabei rot.
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Oberflächenphänome im Auge
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Marangoni Effekte an der Tränenflüssigkeit-Luft
Grenzfläche
A schematic explanation for the thickening of tear film by spreading of a surface-active (PVA) polymer monolayer at the air-tear interface by Marangoni effect.
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Minimierung der Lichtreflexion in Falten !!!
• Anforderung an das System:
- Minimale Absorption
- Hohe Transmission
- Starke Streuung in alle Richtungen
- Wenig Glanz
- Brechungsindex Pigment = Brechungsindex der Haut
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Lösungsansatz:
TiO2 – Kugeln
(Nachteil: Reflexion so stark, dass die
Haut maskenhaft erscheint !)
SiO2 –Kugeln
(d<250 nm, mit TiO2 und Fe-oxid beschichtet !!)
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II. Einteilung kolloidaler Systeme
• Nach dem Aggregatzustand
• Nach der Wiederauflösbarkeit
• Nach der WW mit dem Dispersionsmittel
• Nach dem Ladungszustand
• Nach der Bindungsart
• Nach Substanzklassen
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Einteilung nach Aggregatzuständen (nach W. Ostwald)
Dispersionsmittel Disperse Teilchen
Grobdisperses
System
Kolloid
disperses System
Hochdisperses
System
gasförmig gasförmig --- --- Gasgemisch
gasförmig flüssig Regen
Nebel
Aerosol ---
gasförmig fest Staub
Rauch
Aerosol ---
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Die Farbgebung beim Sonnenuntergang ist auf das
Lichtstreuverhalten von Nanopartikeln zurückzuführen !
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Einteilung nach Aggregatzuständen (nach W. Ostwald)
Dispersionsmittel Disperse Teilchen
Grobdisperses
System
Kolloid
disperses System
Hochdisperses
System
flüssig gasförmig Schäume Schäume Absorbierte Gase
flüssig flüssig Emulsionen Kolloidale Lösungen
Lösungen
flüssig fest Suspensionen Kolloidale Lösungen
Lösungen
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Einteilung nach Aggregatzuständen (nach W. Ostwald)
Dispersionsmittel Disperse Teilchen
Grobdisperses
System
Kolloid
disperses System
Hochdisperses
System
fest gasförmig Feste Schäume Feste Schäume
Absorbierte Gase
fest flüssig Feste Schäume Feste Schäume Kristall. Flüssigkeit
fest fest Feste Einlagerungen
Feste Sole Feste Lösungen
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Goldrubinglas
• fest/fest Verteilung von kolloidalem Gold in Glas
• Optimierung der Herstellung durch Johann Kunckel (1630-1702)