Vorlesung 3 Applikationsfelder AnwendungsgebietPhänomenBeispiele Farben- und Lackindustrie...

Vorlesung 3

ApplikationsfelderAnwendungsgebiet Phänomen Beispiele

Farben- und Lackindustrie

Stabilisierung und Destabilisierung;

Dispergierung

Nichttropfende Farben; Farbglanz

Papierindustrie Oberflächen-beschichtung; Filmbildung

Hochglanz-papiere

Druckindustrie Adsorption Tintenstrahl-druck

ApplikationsfelderAnwendungsgebiet Phänomen Beispiele

Landwirtschaft Emulgierung;

KurzzeitstabilitätGesteuerte Wirkstoffabgabe

Photoindustrie Kristallwachstum;

SchichtbildungSchwarz-Weiß Film; Farbfilm

Keramik-industrie

Rheologie Spezialkeramik

Applikationsfelder

Anwendungsgebiet Phänomen Beispiele

Wasser-wirtschaft

Flockung;

KoagulationEntfärbung;

Entschäumung;

Schlamm-entwässerung

Energie-versorgung

Emulgierung;

RheologieErdölförderung

Applikationsfelder

Anwendungsgebiet Phänomen Beispiele

Pharmazeutische Industrie

Strukturbildung;

SelbstorganisationPasten; Salben; Creme

Lebensmittel-industrie

Emulgierung; Schaumbildung;

Gelbildung

Schokolade;

Softeis

Waschmittel-industrie

Grenzflächen-phänomene

Waschprozeß

Therapie bei Hirntumoren

• Fe3O4 – Nanopartikel werden eingespritzt

• Adsorption der Nanopartikel an der Oberfläche der Krebszellen

• Wechselfeld bewirkt Temperaturerhöhung auf 45 °C Krebszellen sterben ab !

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.

Wundpuder

Verwendung von poröser, perlförmiger Cellulose als Wundpuder. Sie bindet mit Bakterien und Toxinenkontaminiertes Wundsekret und färbt sich dabei rot.

Oberflächenphänome im Auge

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.

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

Lösungsansatz:

TiO2 – Kugeln

(Nachteil: Reflexion so stark, dass die

Haut maskenhaft erscheint !)

SiO2 –Kugeln

(d<250 nm, mit TiO2 und Fe-oxid beschichtet !!)

II. Einteilung kolloidaler Systeme

• Nach dem Aggregatzustand

• Nach der Wiederauflösbarkeit

• Nach der WW mit dem Dispersionsmittel

• Nach dem Ladungszustand

• Nach der Bindungsart

• Nach Substanzklassen

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 ---

Die Farbgebung beim Sonnenuntergang ist auf das

Lichtstreuverhalten von Nanopartikeln zurückzuführen !

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

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

Goldrubinglas

• fest/fest Verteilung von kolloidalem Gold in Glas

• Optimierung der Herstellung durch Johann Kunckel (1630-1702)