Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Physikalische Chemie

Betreuer: Prof. Dr. Joachim Wagner



Dipl.-Chem. Christian Märkert
(e-mail: cmaerkert@zrf-saar.de )

Präparation und Untersuchungen zur Struktur und Dynamik von Suspensionen formanisotroper Kolloide

Suspensionen magnetischer Nanoteilchen sind interessante kolloidale Modellsysteme, die es erlauben, den Einfluss externer Felder auf deren Struktur und Dynamik zu untersuchen. Die Verfügbarkeit von definierten, stäbchenförmigen Teilchen mit einstellbarem Halbachsenverhältnis erhöht die Komplexität der Systeme im Vergleich zu sphärischen Teilchen. Als Modellsystem wurden spindelförmige Hämatit-Teilchen präpariert, deren Halbachsenverhältnis durch die Konzentration von NaH2PO4 während des Kristallitwachstums eingestellt werden kann. Neben Elektronenmikroskopie (TEM) wurde Synchrotron-Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) zur strukturellen Charakterisierung der Suspensionen in Abhängigkeit eines externen Magnetfeldes genutzt. Die richtungsabhängige translatorische Diffusion magnetisch ausgerichteter Teilchen wurde mittels Röntgenphotonenkorrelationsspektroskopie (XPCS) untersucht, während depolarisierte Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) einen Zugang zu rotatorischer Diffusion erlaubte.

Suspensions of magnetic nanoparticles are interesting colloidal model systems to investigate the structural and dynamic response to external fields. Due to the availability of highly defined rodlike particles with tunable aspect ratio, the complexity of the model systems can be increased compared to conventional spherical particles. As a model system, spindle-shaped hematite paricles are prepared. Their aspect ratio is varied by the concentration of NaH2PO4. In addition to transmission electron microscopy (TEM) scattering methods employing synchrotron radiation as a probe are used to characterize structural and dynamic properties of the suspension. The structural characterization in dependence on external magnetic fields is performed via Small Angle X-ray Scattering (SAXS). The direction dependend diffusion of aligned particles is investigated via X-ray Photon Correlation Spectroscopy (XPCS) and the rotational motion by means of depolarized Photon Correlation Spectroscopy (PCS).