Die Bildung von Nanopartikeln und Nanostrukturen – CaCO 3 , Zement und Polymere aus Sicht der Industrie

Nanotechnologie ermöglicht die Herstellung von Materialien mit hervorragenden Leistungscharakteristika. Ein Schlüsselelement der Nanotechnologie ist die Fähigkeit, Materie auf der Nanoskala zu manipulieren und zu steuern, um einen gewünschten Mix aus spezifischen Eigenschaften zu erhalten. Hier stellen wir jüngste Erkenntnisse zu den Bildungsmechanismen von anorganischen Nanopartikeln im Rahmen von Fällungsreaktionen vor. Am Beispiel von Calciumcarbonat beschreiben wir die verschiedenen Zwischenstufen, die auf dem Weg von den gelösten Ionen bis zu stabilen Makrokristallen auftreten können – einschließlich gelöster Ionencluster, flüssiger Phasen, amorpher Zustände und Nanopartikeln. Die Rolle von Polymeren bei der Nukleation, Templatierung, Stabilisierung und/oder Verhinderung dieser Strukturen wird skizziert. Als Beispiel für angewandte Nanotechnologie diskutieren wir die Eigenschaften von Zement, die durch die Bildung und das Ineinandergreifen von Calcium‐Silikat‐Hydrat‐Nanoplättchen festgelegt werden. Die Aggregation dieser Plättchen hin zu mesoskaligen Gebilden kann mithilfe von Polymeren gesteuert werden.