minat

Siedebereich ist beim Benzin niedriger (25-215°C) als beim Diesel (180-360°C). Deshalb kann es beim Diesel zu einer unvollständigen Verbrennung kommen.

- Nanomaterialien sind beabsichtigt hergestellte Materialien, die
a) entweder in ein, zwei oder drei Dimensionen nanoskalig (zwischen 1-100Nm) sind (Nanoobjekte)
b) oder deren innerer bzw. äusserer Aufbau nanoskalige Strukturen aufweist (nanostrukturierte Materialien).

- Nanoobjekte mit 3 Aussenmassen (= Dimensionen) im Nanomassstab werden als Nanopartikel bezeichnet.

Als A-Staub wird in den Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) der Masseanteil des Staubs bezeichnet, dessen Partikel so klein sind, dass sie beim Einatmen über die Atemwege aufgenommen werden und bis in die Alveolen und Bronchiolen der Lunge (Lungenbläschen) vordringen können. Synonym werden statt A-Staub auch die Begriffe alveolengängiger Anteil, A-Fraktion, alveolengängige Fraktion oder alveolengängige Staubfraktion verwendet.

Ultrafeinstäube haben eine Partikelgrösse von 1 bis 100nm

• werden nicht gezielt hergestellt; sie entstehen als
Nebenprodukt aus (thermischen) Prozessen.
• werden durch Menschen verursacht.
Beispiele: Metallverarbeitung, Verbrennungsmotoren,
Heizungen
• stammen aus natürlichen Quellen.
Beispiele: Vulkanasche, Waldbrände, Wirbelstürme
• Bestehen aus einem komplexen Gemisch von
chemischen Substanzen (Metalle,
Kohlenwasserstoffe, Inertmaterialien etc.)

Nanopartikel haben eine Partikelgrösse von 1 bis 100nm

• werden gezielt hergestellt.
• haben besondere Eigenschaften u. Funktionen auf Grund
der Nanometer-Grösse. Sie haben z.B. eine andere Farbe
als dasselbe Material in Mikroform (z.B. Gold) oder sie sind
viel reaktionsfreudiger (pyrophores Eisen).
• können sich durch stärkere bzw. schwächere
Bindungskräfte zu Aggregaten bzw. Agglomeraten
zusammenlagern.
• Beispiele: Industrie-Russ, Titandioxid, Zinkoxid, Carbon-
Nanotubes (CNT)

- Material mit 3 Dimensionen: Granuläre Nanopartikel

- Material mit 2 Dimensionen: Faserförmige Nanoobjekte (Nanofasern, Nanoröhrchen, Nanodraht)

- Material mit 1 Dimension: Nanoplättchen

Feinstaub PM10, der kleiner als 10 Mikrometer ist, gelangt bis in den oberen Bereich der Lunge.

Feinstaub PM2,5, der kleiner als 2,5 μm ist, dringt tief bis in die Atemwege zu den Bronchiolen vor.

Ultrafeinstaub PM0,1 ist kleiner als 0,1 μm und kann sogar in die Lungenbläschen eindringen.

- geschlossene Räume: 1000 - 10'000

- stark befahrene Strasse: bis 100'000

- Zigarettenrauch: bis 1'000'000

Es gibt 9 ISO Reinraumklassen, am PSI haben sie ISO 5, entspricht der US-Normklasse 100

inhalativ = über Atemwege u. Lunge
oral = über Magen / Darm
dermal = über die Haut

Nanopartikel aus Zink Oxid, blocken das UV- Licht, sind transparent auf der Haut

Die Gesamtoberfläche unserer Lungen beträgt ungefähr 140m^2 (Fläche eines Tennis-Spielfeldes). Das ist nur möglich, dank dem sie aus ca. 500 Millionen Lungenbläschen (Alveolen) mit je einem Durchmesser von 0.25mm bestehen.

- Ultraviolett (UV): 7% = UVC, UVB, UVA (lambda = 100-400nm)

- Sichtbares Licht: 43% (lambda = 400-800nm)

- Infrarot (IR): 49% (lambda: 800-1500nm)

Licht mit kurzer Wellenlänge (UV) besitzt eine hohe Frequenz, da f = c / lambda, die Lichtgeschwindigkeit c konstant, wird f gross umso kleiner lambda ist. Die Energie eines Strahlungspakets ist proportional zur Frequenz dessen, deshalb hat Ultraviolettes Licht eine vel höhere Energie. Jedoch wird die stärkste Strahlung UVC von der Ozonschicht absorbiert, UVB ist für die Sonnenbrände und UVA für die Langzeitschäden verantwortlich, da UVA tiefier in die Haut eindringen kann.

Sie blockieren das UV- Licht durch Absorption

- Organische Zutaten: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff. Absorbieren spezifische Bänder des UV- Lichts

- Anorganische Zutaten: Zink, Titan, Sauerstoff. Absorbieren alle UV mit lambda < kritischer Wert

Anorganische Sonnencreme:

- Zinkoxid (ZnO) oder Titanoxid(TiO) Ionen in einem Cluster = Partikel

- Absorbieren ganzes UV-Spektrum bis 380nm

- Reflektiert sichtbares Licht und erscheint dadurch weiss

Organische Sonnencreme:

- Absorbieren nur einen spezifischen Bereich des UV- Lichts

- Erscheint transparent auf der Haut

- Clusters werden kleiner gemacht (100nm oder kleiner)

- Zeolithe sind aus Kationen und Anionen aufgebaute Salze

- Durch die Ringbildung des Grundbausteines (Al,Si)O4 entstehen im Zeolith-Kristallgitter Hohlräume. Die einfachste Form ist hierbei ein Kanal

- Teile des Zeolith-Kristallgitters enthalten nicht geschlossene Hohlräume, sogenannte Käfige

- spezifische Ionenaustausch-, Adsorptions- und Hydratationsfähigkeit

- Synthetische Zeolithe: werden aus stark alkalischen, wässrigen Lösungen von Silicium- und Aluminiumverbindungen hergestellt

Drei wichtige Anwendungen :
(1) Ionentauscher
z.B. Säuberung von Industrieabwässern,
Wasserenthärtung
(2) Trocknen
z.B. von verflüssigtem Erdgas (für den Transport)
(3) „Molekulares Sieb“
z.B. Trennung von Molekülen bzgl. Ihrer Größe

- Linsen (Brillen, Fotoapparate)

- Displays

- Solarzellen

- Die beiden reflektierten Strahlen sind Gegenphase und somit ist die reflektierte Intensität = 0

- Nur für bestimmte Wellenlänge und Einfallswinkel

- Gute Breitband-AR-Beschichtungen sind komplex und teuer

- Besonders im UV-Bereich ist die Wahl gering absorbierender Beschichtungsmaterialien sehr begrenzt

- Hochleistungslaseranwendungen können (z. B. in der Lithografie) zur Zerstörung der AR-Beschichtung führen

- Strukturieren Sie die Oberfläche mit Subwellenlängenstrukturen

- Wirkt wie eine Ebene mit reduzierter Brechungsindex = AR-Oberfläche 

- Bautiefe sollte mit lamda / 4 übereinstimmen 

- Einschaltdauer (Längenverhältnis Kamm / Nut) von Strukturen bestimmt effektiver Brechungsindex

- Keine Schnittstellen, Sehr robust gegen hohe Fluenzen

- Erfordert Strukturen unter 100 nm

- Benetzbarkeit: hoher Kontaktwinkel bedingt durch die Verringerung der wirksamen Fläche und hydrophobe Oberfläche

- Kontamination: Staub, Keime und Pilze sind nicht in der Lage zu haften

- Reflexion: Beugungsgitter induzieren Farb- oder Polarisationseffekte

- Turbulenzen: Rauheit steigt die Beständigkeit gegen laminaren Luftzug

• Diffraktion – Farbeffekte, Sicherheitszeichen
• Copyright – "Unsichtbare" Zeichen
• Kapillarität – Flüssigkeitsaufnahme und -abführung (evt. unidirektional)
• Lotus Effekt – "Selbstreinigende" Oberfläche
• Medizin – Gesteuertes Wachstum von Zellen
• Reibung – Bessere Haftung Faser/Faser, Faser/Beschichtung oder Faser/Matrix

Ein photonischer Kristall ist eine periodische Anordnung eines Dielektrikum Materials, das eine starke Wechselwirkung mit Licht aufweist

- Periodische Strukturen in 1D, 2D und 3D

- Periode vergleichbar mit Wellenlänge (Submikrometer)

- Besitzen Photonics Band Gaps (PBGs) , die jegliche Licht Modi verbieten

- Befolgen die Maxwell-Gleichungen und sagen die Felder genau voraus 

- Ähnlich, aber grundlegend anders als Halbleiter

Ja, Opale

- Werkstoffe und Materialien, deren Eigenschaften möglichst unabhängig voneinander und gezielt bei der Herstellung eingestellt werden können
- „Intelligente“ Materialien, deren Eigenschaften durch äussere Parameter gesteuert werden können („schaltbar“)
- Gezielt herstellbare, neue Existenzformen bekannter Materialien, z.B. nano-Bälle, nano-Röhren

Die den Werkstoff bildenden Komponenten haben Nanometer- Abmessungen. Daraus folgt:
Ein nicht mehr vernachlässigbarer Anteil der die Komponente bildenden Atome oder Moleküle sitzt an Oberflächen oder Grenzflächen und ist deshalb chemisch anders gebunden als Atome im Kristallvolumen.

Für den Werkstoff folgt:
Makroskopisch andere Eigenschaften (mechanisch, elektrisch, magnetisch, optisch, thermisch usw.) In speziellen Fällen kann durch äussere Effekte (z.B. Felder, Temperatur...) eine Änderung oder Umlagerung der Komponenten erreicht  werden, was ein „schalten“ der makroskopischen Eigenschaften erlaubt.

- In Waschpulvern

- In Isolierfenstern

- Bei der Herstellung von Benzin

Als Allotropie bezeichnet man die Erscheinung, wenn ein chemisches Element im gleichen Aggregatzustand in zwei oder mehr Strukturformen auftritt, die sich physikalisch und in ihrer chemischen Reaktionsbereitschaft voneinander unterscheiden. Allotropien werden in der Chemie, Mineralogie und Materialwissenschaft auch als Modifikationen eines chemischen Elements bezeichnet.