Herstellung von Nanopartikeln und "Quanten-Punkten" mit dem Laser

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Hallo,

aktuell bin ich gerade an Versuchen zum Herstellen von Nanopartikeln mit einem Galvo-Faserlaser ... wenn die Nanopartikel aus spezifischen Materialien mit spezifischen Partikel-Durchmessern gebildet werden, dann können sie auch "Quanten-Punkt" - Eigenschaften aufweisen - z.B. beim Anregen mit UV in einer sichtbaren Wellenlänge fluoreszieren.

Gestern hatte ich einen "einfachen" Versuch mit einer magnetischen Eisen/Stahl-"Visitenkarte" an Luft mit, Magneten nebendran, zum Auffangen von Magnetit-Nanopartikeln auf den Magneten (Basis-Partikel für Ferrofluid und nanoskaliges MRF).

Heute habe ich einen Test mit dem gleichen Material, aber in Sonnenblumenöl, um keine Luft dranzulassen und evtl. schon erste Ferrofluid-Muster (Fettsäure, wie sie in kommerziellem Ferrofluid für die Separation der Nanopartikel verwendet wird, bekomme ich erst noch zugeschickt).

Hier Bilder von den Versuchen zu Magnetit-Nanopartikeln - die "Tasche" ist 20x5mm groß und 0.1mm tief - daraus wurden um 8mg Eisen herausgedampft ... grob geschätzt 60-80% davon (oxidiert zu Magnetit) dürfte auf den Magneten sedimentiert sein:

Eisen-Nanopartikel1.jpg

Eisen-Nanopartikel2.jpg

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... hier ein Video vom "Herstellen" von Eisen-Nanopartikeln aus einer magnetischen Stahl-"Visitenkarte", eingetauch in Öl.

https://www.youtube.com/watch?v=_txfo_tPguI

Beim Reinzoomen sieht man die dunklen Schwaden und viele Bläschen, die sich teilweise noch im Hochsteigen "auflösen" -- das könten "Vakuum"-Bläschen von der Plasma-Bildung und/oder heißer Öl-Dampf sein, der sich beim Aufsteigen soweit abkühlt, daß die Bläcschen kollabieren.

Beim Umfüllen in ein kleineres Gefäß hat sich der schwarze "Belag" vor dem außen drangelegten Magneten komplett aufgelöst und bisher (nach einigen 10 Minuten) mit dem Magneten außen ans Gefäß gelegt, hat sich noch nichts daran gesammelt - entweder sind die Partikel nicht mehr magnetisch (Größe?) oder, da es ohne Sauerstoff kein Magnetit wird, deutlich weniger Magnet-Wirkung

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... hier ein Video zu Nano-Partikeln aus Kohlenstoff:


https://www.youtube.com/watch?v=sofi62rGOBw



Im Video ist auch schon zu sehen, daß mit steigender Konzentration im oberen Bereich, über dem Stück Graphit-Folie, sich die Farbe des Öls (darunter noch fast original) immer mehr zu "rotbraun" ändert ... reine Carbon-Nanostrukturen (Fullerene, Carbon.Nanotubes, ...) sind in Lösung und eingedampft klar rot

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... die Carbon-Nanopartikel zeigen schon Fluoreszenz (->Quantenpunkte) -- in der Kamera kommt das nicht so rüber, fürs Auge ist das (auch im total überstrahlten Bild) ein deutliches "gelbgrün" ... da dies noch unterschiedlich große Nanopartikel (Quantenpunkte) sind, denke ich, daß die "leuchtenden" Quantenpunkte den Bereich von UV bis Gelb überstreichen - nach einer Fraktions-Separation mit der Ultrazentrifuge sollten dann auch die jeweiligen Größen festzustellen sein (die einfachste Methode wäre mit einem Nano-Filter nach kleiner<>größer separiert mit "kleiner als XXnm in Lösung, größer im Filter).

Hier eine Bildsequenz mit ansteigender Helligkeit der untendrunter sitzenden UV-LED und unten rechts ein Foto zur Farbe der Lösung im Gegenlicht:

Nano-Carbon - Fluoreszenz_kl.png

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... hier werden gerade Nanopartikel (Quantenpunkte) aus Silizium hergestellt - witzigerweise ist die Durchlicht-Farbe der unterschiedlichen Lösungen (Eisen, Carbon, Silizium) fast gleich - gelblich/bräunlich (so wie im Foto zum fluoresierenden "Carbon")

https://www.youtube.com/watch?v=EfZLtMTmZBk

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... OK - die Silizium-"Quantenpunkte" fluoreszieren etwas mehr im "blaugrünen" Bereich - also weg von Rot, mehr hin zu Blau verschoben - sollten sich die Farb-Verteilungen nach den Schichten mit der Ultrazentrifuge genauso zeigen, wie ich das erwarte, dürfte das schöne "Regenbogen" Effekte durch die Fraktionen zeigen

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... gestern habe ich noch was passendes bekommen - hier ein Vorversuch zu Nanopartikeln/Quantendots aus Kohlenstoff in Octadezin:

https://www.youtube.com/watch?v=85Gd2qJsKG0

Und das Bild mit der Fluoreszenz -- hab's jetzt mit weniger Leistung gemacht, also eher kleinere Nanopartikel, bei der Fluoreszenz also etwas in Richtung "Blau" verschoben (für Auge sieht etwas "grünlicher" aus):

Carbon in Octadecene.png

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... hier eine Richtigstellung (nach einem Hinweis) -- die Flüssigkeit heißt nicht "Oktadezin", sondern "Oktadecen" (English = "Octadecene")