Aufgrund der extrem hohen spezifischen Oberfläche neigen Nanopartikel stark zu Agglomeration. Für viele Anwendungen ist es jedoch essentiell, sie in Form stabiler Dispersionen, die möglichst aus Einzelpartikeln bestehen sollen, bereit zu stellen. Aus diesem Grund ist die Stabilisierung der Nanopartikeln, also die gezielte Modifikation ihrer Oberflächenchemie zur Verhinderung der Agglomeration, ein starker Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe. Hierbei wird insbesondere der Einsatz kleiner organischer Moleküle, sogenannter Liganden, untersucht, da hierbei hoch stabile Dispersionen mit minimalen Mengen des organischen Stabilisators erhalten werden können.
Darüber hinaus ist es aber auch möglich, gezielt Moleküle an die Oberfläche zu binden, um die Eigenschaften der Partikel einzustellen und neuartige Funktionen zu ermöglichen – dies wird als Funktionalisierung bezeichnet. So können beispielsweise auch selektiv Antikörper an Nanopartikel gebunden werden, was an der Arbeitsgruppe im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 578 untersucht wird. Sogar die optischen Eigenschaften von Nanopartikeln können durch eine Funktionalisierung verändert werden, wie in der Abbildung dargestellt ist.
Funktionalisierte TiO2-Nanopartikeln (a) in Pulverform und (b) in Dispersion nach in situ-Funktionalisierung mit Dopamin; (c) in Pulverform und (d) in Dispersion nach in situ-Funktionalisierung mit Glycin. Rechts: schematische Darstellung einer Dopamin-stabilisierten Partikel.
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