Partikelmesstechnik

Dr.-Ing. Franz Huber

Die Bildung von Nanopartikeln zu verstehen und letztlich zu kontrollieren, ist das zentrale Thema der Arbeitsgruppe Partikelmesstechnik. Zu diesem Zweck entwickeln wir laseroptische Messmethoden und setzen diese zur Untersuchung der Nanopartikelentstehung in der Gas- und Flüssigphase ein.

Nanopartikel treten dabei sowohl in industriellen als auch wissenschaftlichen Bereichen gewollt oder ungewollt auf. So entsteht bei vielen technischen Verbrennungsprozessen nanoskaliger Ruß durch unvollständige Verbrennung als unerwünschtes Nebenprodukt. Andererseits werden Industrieruße (Carbon Blacks) und Nanopartikel aus einer Vielzahl von anderen Materialien wie Metallen, Halbleitern und deren Oxide in großtechnischem Maßstab als hoch spezifizierte Industrieprodukte hergestellt und eingesetzt, beispielsweise als Füllstoffe, Pigmente, als Fließhilfe in der Lebensmittelindustrie oder als Katalysatoren und Photokatalysatoren.

Um die Partikelbildung besser zu verstehen und die entsprechenden Prozesse damit auch besser kontrollieren zu können, müssen Partikeleigenschaften wie deren Größe und Form, aber auch optische Parameter wie die Bandlücke erfasst, und mit Prozessparametern korreliert werden können. Messtechniken, die eine umfassende Charakterisierung von Nanopartikeln ermöglichen, gewinnen daher immer mehr an Bedeutung und stehen im Fokus der Arbeiten der Arbeitsgruppe Partikelmesstechnik am LTT. Die von uns entwickelten und genutzten Methoden ermöglichen dabei eine in-situ Bestimmung von Partikelkonzentrationen, morphologischen Kenngrößen oder optischen Eigenschaften. Zum umfassenden Verständnis der Partikelbildung und der Optimierung werden auch Prozessparameter wie Temperatur- und Strömungsfelder oder die Sprayentwicklung erfasst, wobei auch hierbei laseroptische Methoden eingesetzt werden, um eine möglichst vollständige Charakterisierung der Bildungsbedingungen zu ermöglichen.