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Wichtige Begriffe und was sie bedeuten

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Zusatzstoffe, die Produkten in geringen Mengen zugesetzt werden, um bestimmte Eigenschaften zu erreichen oder zu verbessern. Additive haben einen positiven Einfluss auf den Herstellungsprozess, die Lagerung und die Verarbeitung.

Anhäufung, die aus kleinen miteinander verbundenen Partikeln zusammengesetzt ist. Dabei unterscheidet die Stärke der Bindung zwischen den Partikeln die Art der Agglomeration. So genannte weiche Agglomerate entstehen überwiegend aufgrund der Triebkraft zur Reduzierung der hohen Oberflächenenergie (z.B. Van-der-Waals-Bindungskräfte), besonders bei kleinen Partikeln. Bei harten Agglomeraten treten zusätzlich andere Bindungskräfte auf, zum Beispiel keramische Bindungen durch Sintererscheinungen an den Partikeln.

Nanopulver weisen grundsätzlich Agglomeration aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche auf. Die dadurch gebildeten Agglomerate sind so genannte weiche Agglomerate.

Die bei IBU-tec hergestellten Nanopulver weisen aufgrund hoher spezifischer Oberflächen weiche Agglomerate auf. Es entstehen keine harten Agglomerate aufgrund ablaufender Sinterprozesse durch zu hohe Prozesstemperaturen.

Vermeidung von Anhaftungen an der Oberfläche.

Eine Eigenschaft, die bewirkt, dass Bakterien und Pilze in ihrer Vermehrung gehemmt werden.

Anwendung von Erzeugnissen, zum Beispiel Integration der Nanoformulierungen in die Kundenanwendung.

Chemische Ausgangsstoffe die über Verfahren und Prozesse der chemischen Nanotechnologie in die gewünschte Funktion modifiziert werden.

Der Teilbereich der Nanotechnologie, der sich mit der Herstellung und Weiterverarbeitung von Nanomaterialien durch chemische Reaktionen beschäftigt.

Dabei werden zur Herstellung von Nanomaterialien gezielt Ausgangsstoffe mit typischen Eigenschaften in chemischen Prozessen miteinander kombiniert, um die gewünschte Materialeigenschaft einzustellen. Typische chemische Prozesse sind Fällungsreaktionen oder Sol-Gel-Prozesse.

Unter Weiterverarbeitung der Nanomaterialien wird die Modifizierung der Nanomaterialien verstanden. Dazu gehören zum Beispiel die Veränderung der Oberfläche durch Beschichtung oder die Überführung der Nanomaterialien in Zwischenprodukte oder Anwendungen.

IBU-tec verwendet chemische Prozesse zur Herstellung geeigneter Vorstufen für ihre thermischen Prozesse oder zur Modifizierung der hergestellten Nanopulver.

Ein typisches Anwendungsfeld von Barriereschichten, welche die Durchdringung von flüssigen und gasförmigen Medien oder von bestimmten Lichtwellenlängen zum Substrat verhindern sollen.

Gemenge aus mindestens zwei Stoffen, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder chemisch miteinander verbinden.

Dispersionen haben im Bereich der Nanotechnologie eine hohe Bedeutung als Zwischenprodukt zum Einsatz in flüssige Anwendungen, da häufig der direkte Einsatz in die flüssigen Anwendungen aufgrund von Agglomeration nicht möglich ist. Entsprechend werden die Nanomaterialien in agglomeratfreie, stabile Dispersionen überführt, die anschließend der Anwendung zugegeben werden können. Die Agglomeration wird dabei durch mechanische Scherkräfte zerstört, wobei gleichzeitig die Oberfläche durch Additive modifiziert wird, um eine erneute Agglomeration zu verhindern.

IBU-tec setzt Dispersionen zum einen als Rohstoffmischung für ihre Herstellungsverfahren ein, zum anderen stellt IBU-tec agglomeratefreie, stabile Suspensionen aus ihren hergestellten Nanopulvern her.

Beschichtungsverfahren, bei dem an der erhitzten Oberfläche eines Substrates aufgrund einer chemischen Reaktion aus der Gasphase eine Festkomponente abgeschieden wird.

Vakuumbasiertes Beschichtungsverfahren, bei dem die Schicht durch Kondensation eines Materialdampfes gebildet wird.

Hybridkomposite verwenden innerhalb ihrer chemischen Entstehungsprozesse als Ausgangsstoffe ausschließlich organische und anorganische Verbindungen.

Wasseranziehend.

Wasserabstoßend.

Nanoformulierungen und deren Integration in kundenspezifische Produkte und Prozesse.

Die Kolloidchemie ist ein Teilgebiet der Chemie, bei dem die Herstellung, Charakterisierung und Modifizierung von Systemen mit fein verteilten festen Teilchen erforscht wird.

Sie bildet die maßgebliche Grundlage der chemischen Nanotechnologie. Dazu zählen im Besonderen solche kolloidale Prozesse, bei denen gezielt durch Keimbildungsreaktionen (zum Beispiel durch chemische Fällung oder Ausscheidungsreaktionen) kleine Strukturen in flüssigen Ausgangssubstanzen erzeugt werden.

Die hierbei auftretenden Herausforderungen für den industriellen Einsatz entstehen insbesondere aus der Tendenz dieser Materialien zu agglomerieren (verklumpen), was oft zum Verlust spezifischer Eigenschaften führt.

IBU-tec nutzt die Kolloidchemie zur Herstellung geeigneter Vorstufen für ihren thermischen Herstellungsprozess und als eine mögliche Art zur Beschichtung feinteiliger Pulver.

Als Kolloide (griechisch kólla, "Leim") werden meist Teilchen oder Tröpfchen in einer Suspension bezeichnet, die klein genug sind (typischerweise 0,1-10 Mikrometer), um durch Stöße mit den Flüssigkeitsmolekülen Brownsche Bewegung zu zeigen.

Stoffe, die spezifische Eigenschaften verschiedener Materialien vereinigen. Komposit (lateinisch Compositum, "Zusammengesetztes") bezeichnet im Allgemeinen zusammengesetzte Materialien.

Der Begriff ist sehr umfassend und wird im Bereich der Nanotechnologie in Verbindung mit Verbundwerkstoffen verwendet. Hierbei werden die gewünschten Produkte mit verschiedenen neuen und verbesserten Funktionen ausgestattet (wasserabweisend, schmutzabweisend, antibakteriell, geruchshemmend, transparent, ultradünn etc.).

IBU-tec kann Kompositmaterialien herstellen und dabei gezielt Eigenschaften verschiedener Materialien kombinieren, zum Beispiel Kratzschutz und UV-Schutz durch Kompositmaterial aus ZnO/SiO2.

Griechisch nános, "Zwerg".

Im Bereich der Nanoanalytik verwendet man Geräte und Verfahren, welche die Welt der Nanotechnologie sichtbar machen und analysieren.

Unter Nanobauteilen/Nanodevices versteht man kleinste Komponenten, wie sie typischerweise in der Halbleiterindustrie eingesetzt werden.

Gemenge aus mindestens zwei Stoffen, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder chemisch miteinander verbinden (siehe auch Dispersion), wobei in diesem Spezialfall mindestens eine Komponente aus nanoskaligen Partikeln besteht. Typischerweise liegen feste Nanopartikel dispers verteilt und stabilisiert in flüssigen Medien vor.

Durch Verwendung weiterer Hilfs- und Ergänzungsstoffe (Additive)  werden hergestellten Nanokomposite zu einsatzfähigen Materialsystemen weiterverarbeitet.

Nanomaterialien bzw. Nanopartikel haben im Verhältnis zu ihrem Volumen eine riesige Oberfläche. Das heißt, dass bei ihnen weit mehr Atome an der Oberfläche liegen als bei größeren Körpern. So können sie mit ihrer Umgebung wesentlich besser in chemische und physikalische Wechselwirkung treten.

Nanopartikel, Nanoschichten und Nanopulver vermitteln Werkstoffen deshalb völlig neue Anwendungsmöglichkeiten.

Schon heute spielen Nanomaterialien eine wichtige Rolle. Einige Anwendungen sind kommerziell verfügbar und werden in handelsüblichen Produkten eingesetzt, andere sind wichtige Modellsysteme für die physikalisch-chemische und materialwissenschaftliche Forschung. Ebenfalls bedeutend ist die Nanoelektronik. Deren Zugehörigkeit zur Nanotechnologie wird in der wissenschaftlichen und forschungspolitischen Praxis nicht einheitlich gesehen.

Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter (10^-9 m) und rund 50.000-mal so fein wie ein durchschnittliches menschliches Haar.

Teilchen mit einer Größe unter 100 Nanometer. Nanoteilchen oder auch Nanopartikel bezeichnen einen Verbund von wenigen bis einigen Tausend Atomen oder Molekülen. Der Name entspringt ihrer Größe, die typischerweise bei einigen Nanometern (10^-9 Meter bzw. 1 Milliardstel Meter) liegt.

Durch das exklusive Herstellungsverfahren, die Pulsationsreaktor-Technologie der IBU-tec, können Nanopartikel unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und einstellbaren Partikelgrößen großtechnisch hergestellt werden.

Nanopulver bestehen aus nanoskaligen Partikeln, wobei die mittlere Partikelgröße definitionsgemäß kleiner 100 nm ist.

Mit Nanotechnologie wird heute die Forschung in der Clusterphysik und Oberflächenphysik, Oberflächenchemie, der Halbleiterphysik, in Gebieten der Chemie und bisher noch im sehr begrenzten Rahmen in Teilbereichen des Maschinenbaus und der Lebensmitteltechnologie (Nano-Food) bezeichnet. Der Sammelbegriff gründet auf der Forschung unterschiedlicher Gebiete bei der Größenordnung vom Einzelatom bis zu einer Strukturgröße von 100 Nanometern (nm). Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter (10^-9 m). Diese Größenordnung bezeichnet einen Grenzbereich, in dem die Oberflächeneigenschaften gegenüber den Volumeneigenschaften der Materialien eine immer größere Rolle spielen und zunehmend quantenphysikalische Effekte berücksichtigt werden müssen.

Hierbei werden flüssige, organische und/oder anorganische Schichten, die entweder lösemittelhaltig und/oder wasserbasiert sind, auf eine Oberfläche aufgetragen und anschließend ausgehärtet. Typische Verfahren, die hierbei zum Einsatz kommen, sind Sprühen, Tauchen, Fluten, Rakeln, Walzauftrag oder das so genannte "Spin-Coating". Die Aushärtung erfolgt in einem Temperaturbereich von 20°C - 300°C, in Einzelfällen auch deutlich darüber.

Die Oberflächenenergie ist ein Maß für die Energie, die zum Aufbrechen der chemischen Bindungen notwendig ist, wenn eine neue Oberfläche eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit erzeugt wird.

Die Oberflächenenergie ist immer positiv, weil Energie benötigt wird, um Bindungen aufzubrechen. Da der thermodynamisch stabile Zustand eines Systems derjenige mit der geringsten (freien) Energie ist, hat jedes System ein Bestreben, Oberflächen hoher Oberflächenenergie zu vermeiden oder zu minimieren. Daraus folgt beispielsweise, dass Materialien hoher Oberflächenenergie leicht durch Materialien geringer Oberflächenenergie bedeckt werden (Benetzung), aber nicht umgekehrt.

Ölanziehend.

Ölabstoßend.

Unter Permeation versteht man den Vorgang, bei dem ein Stoff (Permeat) einen Festkörper durchdringt oder durchwandert.

Chemische Verbindung, die aus Kettenmolekülen oder verzweigten Molekülen besteht, die aus gleichen oder gleichartigen Einheiten gebildet werden.

Das Adjektiv polymer bedeutet entsprechend: aus vielen gleichen Teilen ausgebaut. Die meisten Kunststoffe sind Polymere, bei denen der Kohlenstoff für die molekulare Kettenbildung sorgt.

Ausgangsstoffe, die zur Herstellung spezifischer Materialien eingesetzt werden, zum Beispiel Rohstoffe aus denen mittels Nanotechnologie Nanomaterialien hergestellt werden.

Eine Technologie, die produktunabhängig und branchen- bzw. anwendungsübergreifend einsetzbar ist.

Der Sol-Gel-Prozess ist ein Verfahren zur Synthese von Gelen auf Basis eines Sols.

Die Produkte des Prozesses sind sehr feine Pulver, monolithische Keramiken und Gläser, Keramikfasern, anorganische Membranen, dünne Beschichtungen und Aerogele. Jedes dieser Produkte kann je nach den Details im Verfahrensablauf ein breites Spektrum unterschiedlicher und meist besonderer Eigenschaften aufweisen, weshalb der Sol-Gel-Prozess eine wichtige Rolle in der Materialforschung spielt.

Die Ausgangsmaterialien des Sols werden auch als Precursor bezeichnet und sind meist Alkoxide von Metallen. Den Sol-Gel-Prozess kann man vereinfacht in zwei Teilprozesse/-reaktionen unterteilen, in Hydrolyse und Kondensation.

Bei den typischen Sol-Gel-Prozessen laufen die Hydrolyse und Kondensationsprozesse meist gleichzeitig ab. Dabei bilden sich zunächst Feststoffpartikel von wenigen Nanometern Größe, welche in dem Dispersionsmittel kolloidal verteilt sind. Diese können sich vernetzen und zu einem Gel kondensieren.

Produkte, die durch die gezielte Veränderung von Rohstoffen in Prozessen entstanden sind und für nachfolgende Prozesse als Ausgangsstoffe dienen.