Was haben Blut, Farbe, Kleber und Kakao gemeinsam?

Internationaler Workshop zur Dispersionsanalyse und Materialtestung in Berlin vom 7.-8. März

Auf den ersten Blick haben Blut und Nahrungsmittel, Haushaltsprodukte und industrielle Nanoteilchen nichts miteinander zu tun. Sieht man genauer hin, unterliegen sie physikalisch jedoch den gleichen Gesetzmäßigkeiten in Bezug auf die Charakterisierung ihres Separationsverhaltens bei Herstellung, Lagerung und Anwendung.

Feste oder flüssige Nano- und Mikroteilchen sind in einer flüssigen Phase fein verteilt, werden so gelagert und eingesetzt. Es handelt sich hierbei um heterogene Gemische von zwei und mehr Stoffen, die sich chemisch nicht miteinander verbinden bzw. ineinander lösen (Dispersion). Dies gilt für z.B. Blut, Dentalklebstoffe, Farbpasten und Kakaogetränke. Bei allen diesen Produkten führt es über kurz oder lang zur Trennung (Separation) dieser Stoffe. Daraus resultieren Probleme bei Formulierung, Lagerung, bei Transport und Anwendung.

Unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. Dr. Lerche, Geschäftsführer der LUM GmbH, wurden für den diesjährigen internationalen Workshop zur Dispersionsanalyse und Materialtestung Themen ausgewählt, die sowohl für den akademischen Bereich als auch für industrielle Anwender von fachübergreifendem Interesse sind.

Das unerwünschte schnelle Absetzen von Nanoton in Dentalklebstoffen kann durch die Oberflächenmodifizierung mit Polymeren verlangsamt werden. Mit dem Separationsanalysator LUMiReader® wurde das Absetzverhalten in Echtzeit analytisch erfasst, vorgestellt in einem Vortrag vom persischen Polymer- und petrochemischen Institut.

Polymere Nanodispersionen sind die Grundlage vielfältiger Produkte in der kosmetischen, chemischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittelindustrie. Die Korrelation zwischen Dispergierbarkeit und funktionaler Performance diskutiert der Vortrag der National Taiwan University of Science and Technology. Ähnliche Fragestellungen am Beispiel von Kohlenstoffnanoröhrchen beantworten Forscher der Georg-Simon-Ohm Hochschule, Nürnberg.

Magnetit und magnetische Nanoteilchen stehen im Fokus zweier Vorträge. Während die Charité-Universitätsmedizin sich mit Blut befasst, dem „besonderen Saft“ (J.W. Goethe), mit dem LUM einst startete, geht es im Vortrag der TU München um beschichtete magnetische Nanopartikel für die Hautkrebstherapie und den Einfluss der Oberflächenmodifizierung auf die Kolloidstabilität und die Partikelgrößenverteilung.

Die herausfordernde Charakterisierung von Kakaoteilchen in einem Smoothie meisterte Premium Ingredients aus Spanien. Sie nutzten den Dispersionsanalysator LUMiSizer® im ersten Schritt für die Bestimmung der hydrodynamischen (in-situ) Dichte des dispergierten Kakaos, da die Trockendichte keine Rückschlüsse auf die Smoothieeigenschaften erlaubt. Anschließend wurde die Partikelgrößenverteilung nach ISO 13318 ermittelt, als eine Stellschraube für die Produktweiterentwicklung.

An den vorgenannten Beispielen werden die Möglichkeiten für die in situ Charakterisierung von in Flüssigkeiten dispergierten Bio- und Nanopartikeln aufgezeigt, welche sich von den Eigenschaften des trockenen Produktes deutlich unterscheiden und damit applikationsrelevanter sind. Möchte man bei den meisten Dispersionen eine möglichst lange Haltbarkeit und eine hohe Entmischungsstabilität gewährleisten, so ist das gezielte Separieren von Schadstoffen aus Abwässern ein entgegengesetztes Verfahren. Hierzu berichtet ein Forscher der Migal and TelHai College Academic Institutes aus Israel.

Die multi-instrumentelle Charakterisierung der Eigenschaften hochkonzentrierter industrieller Pigmentpasten steht im Mittelpunkt des Vortrags der iSL-Chemie, Kürten, besonderes Augenmerk wird auf die direkte und beschleunigte Charakterisierung der Separationsstabilität nach ISO TR 13097 mittels LUMiFuge® gelegt. In Kombination mit anderen analytischen Ergebnissen wurden hieraus optimale Produktionsparameter festgelegt.

Bezogen auf die Partikel ist auch Schmelzkäse ein hochkonzentriertes Produkt. Dessen Untersuchungen mittels LUMiSizer® nahe der Prozesstemperatur im Kocher ist ein sensitives und neues Verfahren zur Charakterisierung der komplexen Kaseinkonversionen während der Herstellung. Über dieses Thema berichten Wissenschaftler des Max-Rubner Instituts aus Kiel.

Eine Applikation für LUMiSizer® und LUMiFuge®, die das enorme Potential der innovativen Messgeräte auch außerhalb der schnellen Stabilitätstestung aufzeigt, beinhaltet die Bestimmung von Sedimentationsgleichgewichten, mit dem Zweck auch unabhängig von theoretischen Modellen kolloidale Wechselwirkungen in Nanopartikeldispersionen zu verfolgen. Hierzu berichtet ein Akademiker des weltbekannten Van ’t Hoff Laboratory for Physical and Colloid Chemistry der Universität Utrecht.

Während Klebstoffe und Lacke häufig als Dispersionen entwickelt und hergestellt werden, müssen sie final Schichten ausbilden bzw. deren Verbindung auf unterschiedlichen Substraten oder mit anderen Schichten gewährleisten. Im Vortrag der Bundesanstalt für Materialforschung Berlin wird die neue, mit dem Innovationspreis Berlin-Brandenburg 2012 ausgezeichnete Zentrifugentechnologie zur Bestimmung von Adhäsions- und Kohäsionsfestigkeiten, realisiert im Adhesion Analyser LUMiFrac®, mit konventionellen Methoden verglichen.

Mit dem insgesamt sehr umfassenden Programm wird den Workshopteilnehmern die Möglichkeit geboten Ihre Fragen mit internationalen Experten zu diskutieren und zukünftig Trends in Ihren jeweiligen Entwicklungs- und Produktionsbereichen zu setzen. Am zweiten Workshoptag finden verschiedene Applikationskurse zu kundenspezifischen Fragestellungen statt, so auch zum Einsatz des Multiwellenlängen-LUMiSizer.

International Workshop Dispersion Analysis, Berlin, 7.3.-8.3.2013
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