Die Dampfkondensationsmethode zur Herstellung von Nanopartikeln beinhaltet die Verdampfung von metallischen oder anorganischen Materialien aus einer Verdampfungsquelle in Gegenwart einer Inertgasatmosphäre. Dieser Prozess wird als Inertgaskondensation bezeichnet. Die verdampften Atome des Metalls oder des anorganischen Materials kondensieren dann schnell an einer kalten Oberfläche und bilden Nanopartikel.
Bei der Inertgaskondensation wird der Dampf der Vorstufe durch einen heißwandigen Reaktor geleitet. Die Vorstufe zersetzt sich, und in der Gasphase bilden sich Nanopartikel. Diese Nanopartikel werden vom Gasstrom mitgerissen und auf einem kalten Finger aufgefangen. Die Größe der Nanopartikel wird durch Faktoren wie die Verweilzeit der Partikel, die Temperatur der Kammer, die Zusammensetzung des Vorläufers und den Druck bestimmt.
Eine weitere Methode zur Herstellung von Nanopartikeln ist die Laserablation. Bei dieser Methode wird das abzuscheidende Material mit einem geeigneten Laser geschmolzen. Anschließend wird das Material verdampft und die Nanopartikel werden auf Substraten abgeschieden.
Die chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) ist ebenfalls ein gängiges Verfahren für die Synthese von Nanopartikeln. Bei der CVD werden Vorläufermaterialien in Dampfform auf einem Substrat in einer evakuierten Kammer bei erhöhter Temperatur zur Reaktion gebracht oder zersetzt. Dieser Prozess kann mit oder ohne Katalysatoren durchgeführt werden und hat verschiedene Varianten wie Niederdruck-CVD, Atmosphärendruck-CVD, Heißwand-CVD, Kaltwand-CVD, plasmaunterstützte CVD, photounterstützte CVD und laserunterstützte CVD.
Die chemische Gasphasenabscheidung ist ein Bottom-up-Verfahren, bei dem eine oder mehrere gasförmige Adsorptionsspezies auf einer heißen Oberfläche reagieren oder sich zersetzen und stabile feste Produkte bilden. Sie ist bekannt für ihre Fähigkeit, reine dünne Schichten oder Nanopartikel zu erzeugen, für ihre hohe Produktionsausbeute und für ihre einfache Skalierbarkeit.
Insgesamt beinhaltet die Dampfkondensationsmethode zur Herstellung von Nanopartikeln die Verdampfung von Materialien, gefolgt von einer schnellen Kondensation an einer kalten Oberfläche. Diese Methode kann durch Inertgaskondensation, Laserablation oder chemische Gasphasenabscheidung erreicht werden. Jedes Verfahren hat seine eigenen Vorteile und Parameter, die angepasst werden können, um die Größe und Eigenschaften der hergestellten Nanopartikel zu steuern.
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