Titelaufnahme

Titel
Verknüpfte Metallnanopartikel für neue Hybridmaterialien / von Matthias Czakler
VerfasserCzakler, Matthias
Begutachter / BegutachterinSchubert, Ulrich ; Neouze, Marie-Alexandra
Erschienen2010
Umfang90 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2011
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)metallische Nanopartikel / ionische Verknüpfung / Cobaltnanopartikel / Goldnanopartikel
Schlagwörter (EN)metal nanoparticles / ionic linker / cobalt nanoparticles / gold nanoparticles
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-39993 Persistent Identifier (URN)
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Verknüpfte Metallnanopartikel für neue Hybridmaterialien [2.15 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wird die Synthese und Charakterisierung von Precursoren für neue Hybridmaterialien dargestellt. Bisherige Arbeiten am Institut für Materialchemie beschäftigten sich mit Metalloxidnanopartikel, die mit Liganden unterschiedlicher Funktionalität modifiziert wurden. Die Liganden wurden so gewählt, dass sich zwei unterschiedlich funktionalisierte Nanopartikel in einer "Click-Chemistry"-artigen Reaktion miteinander verbinden, damit ein Netzwerk ausbilden und so ein neues anorganisch organisches Hybridmaterial darstellen. Dabei wurde das Hauptaugenmerk der Arbeiten auf die ionische Brücke bestehend aus mindestens einer Imidazoliumeinheit gelegt. Es wurden unterschiedliche Ansätze getestet um die Nanopartikel zu verlinken.

Dieses Konzept der durch eine ionische Brücke verlinkten Nanopartikel sollte von Metalloxidnanopartikeln auf metallische Nanopartikel erweitert werden. Metallische Nanopartikel zeigen deutlich andere Eigenschaften und müssen daher auf völlig neue Weise funktionalisiert werden, da die bisherigen Versuche über Sol-Gel-Reaktionen oder die Bindung von Phosphonsäuren an die Oberfläche durchgeführt wurden. Dabei ist die Schwierigkeit einen Liganden zu finden, der auf die Oberfläche von metallischen Nanopartikel bindet und diese entsprechend funktionalisiert.

Großes Interesse haben die resultierenden Eigenschaften dieser verlinkten Nanopartikel. Durch die hohe Ordnung der Partikel zueinander sollen sich die Eigenschaften des gesamten Verbundes ändern. Dadurch kann etwa Magnetismus verstärkt oder auch Lumineszenzeigenschaften varriert werden. So könnte durch die Kettenlänge der Brückeneinheit die Eigenschaften des Materials eingestellt werden und damit ein "Designermaterial" entstehen.

Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis the synthesis of functionalized metal nanoparticles for their use as building blocks in new hybrid materials is presented. Earlier work has been done with metal oxide nanoparticles, which were functionalized with different ligands. These ligands contain an anchor group, connecting the ligand to the nanoparticle surface and stabilizing it, and a terminal functional group. The functional group can be either a haloalkyl or imidazole. The functionalized nanoparticles are then linked by a click-chemistry-like reaction of the haloalkyl with the imidazole, forming an imidazolium moiety. This nanoparticles network, connected by ionic linker, forms an inorganic-organic hybrid material. The resulting materials are built by highly ordered nanoparticles, resulting in new properties of great interest. This thesis works on stepping from the metal oxide nanoparticles to metal nanoparticles.

Adapting the process to metal nanoparticles requires new synthesis methods for the nanoparticles as well as new ligands. The anchoring groups of the ligands for metal oxide nanoparticles were silanes or phosphonates. These anchoring groups are to be substituted by anchoring groups for metal nanoparticles, like thiols or amines.

This work is divided into two main parts. The first part describes attempts to functionalize gold nanoparticles. The second part is dedicated to cobalt nanoparticles. Using cobalt nanoparticles, the magnetism depends on the length of the ligand between the nanoparticles.

Modifying this ligand by altering the chain length of the alkyl units, could lead to modified magnetism or optical properties, making this hybrid material designable.