Chip-DSC 100 – Xerogel-Nanopartikel

Aluminiumoxid-Nanopartikel – Feuchtigkeit – Schmelzen – Nanoflüssigkeiten

Ein Gel ist als eine halbfeste Probe, die häufig flüssige und feste Bestandteile enthält, und als ein verdünntes vernetztes System definiert wird, das in stationärem Zustand keinen Fluss zeigt, jedoch meist flüssig ist. Die Verknüpfung im flüssigen Teil verleiht ihm den makroskopisch „festen“ Charakter. Gele gibt es in verschiedenen Arten und Formen, die häufig in Pharmazeutika oder als Klebstoff verwendet werden. Eine spezielle Variante von Gelen sind sogenannte Xerogele, denen in der Regel die Quellmittel entzogen werden. Beispiele für Xerogele sind getrocknetes Kieselgel oder Gelatine. Gele lassen sich leicht durch Differenzkalorimetrie (Englisch: Differential Scanning Calorimetry – DSC) charakterisieren, wie dies häufig in der Qualitätskontrolle geschieht.

Die Kurve zeigt einen linearen DSC-Lauf von Aluminiumoxid-Nanopartikeln in Gelmatrix, erhitzt mit einer linearen Heizrate von 10 K/min in einer Stickstoffatmosphäre. Das Signal zeigt zwei signifikante Effekte während des Laufs, die es wert sind, näher betrachtet zu werden:
Im Bereich bis 120 °C kommt es zu einem Wasserverlust, der aufgrund der durch die Massenänderung der Probe verursachte Cp-Änderung zu einer Verschiebung der Basislinie führt. Infolge dieses Effekts verbleibt eine trockene, Nanopartikel enthaltende Gelmatrix – das sogenannte Xerogel. Bei etwa 200 °C gibt es einen Phasenübergang der Nanopartikel von geordneter zu amorpher Aluminiumoxidstruktur, der als kleiner scharfer Peak zu erkennen ist. Diese beiden Effekte sind reproduzierbar und charakterisieren das Nanopartikel-Gel recht gut.

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