Nanopartikel der Seltenerdmetalle

Metalle nehmen bereits seit Jahrtausenden einen großen Stellenwert im Alltag der Menschheit ein. Heute sind sie vor allem wegen ihrer charakteristischen Eigenschaften wie z. B. der thermischen und elektrischen Leitfähigkeit unentbehrlich – ohne sie wären viele moderne Technologien undenkbar. Diverse Bereiche – u. a. die Nanowissenschaft – legen daher ihren Fokus auf den Bereich der Materialforschung.

Was ist „Nanowissenschaft“

Die Nanowissenschaft beschäftigt sich unter anderem mit der Darstellung metallischer Nanomaterialien, deren größen- und morphologieabhängigen* Eigenschaften untersucht werden. Die elektronischen, optischen und magnetischen Eigenschaften eines nanoskaligen Metalls können dabei grundlegend von denen des Volumenmaterials abweichen. Beispielsweise weist diese besondere Form des Goldes – das sogenannte Gold-Kolloid – eine purpurrote Farbe auf, welche von der Größe abhängig ist. Heutzutage werden nanopartikuläre Metalle vorrangig in der Forschung zur Katalyse eingesetzt.

Als Morphologie wird in der Wissenschaft die Lehre von der äußeren Gestalt, der Form der Lebewesen und der Organismen und ihrer Teile bezeichnet. Infobox

Forschungsstand

Bislang wurden die Forschungsarbeiten im Bereich der nanopartikulären Metalle auf einen Bruchteil der existenten chemischen Elemente beschränkt. Bevorzugt betrachtet wurden bisher die Münzmetalle Kupfer, Silber und Gold sowie die Edelmetalle Platin und Palladium. Die restlichen Metalle haben bislang kaum Beachtung gefunden – umso unedler ihr Charakter desto weniger Aufmerksamkeit wurde ihnen zuteil. Aber warum? Diese Metalle weisen eine deutlich höhere Reaktivität gegenüber Luftsauerstoff und Feuchtigkeit auf. Bereits die „Volumenmaterialien“ neigen zur Oxidation – durch das große Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis fällt diese Reaktion der nanopartikulären Form deutlich stärker aus und führt zur vollständigen Oxidation. Die Analyse dieser Metalle ist daher mit einem deutlich höheren Aufwand verbunden.

Seltenerdmetalle

Eine Gruppe der besonders unedlen Metalle sind die „Seltenerdmetalle“, welche zu den reaktivsten Elementen gehören. Um diese Metalle zu charakterisieren und eine Synthese zu ermöglichen, bedarf es einer speziellen Strategie und einem enormen Arbeitsaufwand. Daniel Bartenbach hat es sich zum Ziel gesetzt durch seine Arbeit einen generellen Zugang zu Nanopartikeln der Seltenerdmetalle – an welchen aus vielerlei Hinsicht ein großes Interesse besteht – zu eröffnen.