Organisation von Metalloxid-Nanowürfeln durch Hydroxylierung
MSc. Daniel Thomele
Fachbereich Chemie und Physik der Materialien, Paris Lodron Universität Salzburg, Hellbrunnerstraße 34/III, 5020 Salzburg, Österreich
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Fachbereich Chemie und Physik der Materialien, Paris Lodron Universität Salzburg, Hellbrunnerstraße 34/III, 5020 Salzburg, Österreich
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Universitätsservicezentrum für Transmissionselektronenmikroskopie, TU Wien, Wiedner Hauptstraße 8–10, 1040 Wien, Österreich
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Prof. Dr. Michel Bockstedte
Fachbereich Chemie und Physik der Materialien, Paris Lodron Universität Salzburg, Hellbrunnerstraße 34/III, 5020 Salzburg, Österreich
Lehrstuhl für Theoretische Festkörperphysik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Staudtstraße 7B2, 91058 Erlangen, Deutschland
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Prof. Dr. Oliver Diwald
Fachbereich Chemie und Physik der Materialien, Paris Lodron Universität Salzburg, Hellbrunnerstraße 34/III, 5020 Salzburg, Österreich
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Wasserdampf kann die Form und Anordnung von Nanopartikeln entscheidend beeinflussen. Inwieweit dies für die Steuerung der Struktur und Eigenschaften von Nanomaterialien nutzbar ist, wurde bislang allerdings kaum erforscht. Hier wird über die durch Wasserdampf ausgelöste Selbstorganisation von MgO-Nanowürfeln in regelmäßig versetzte eindimensionale Anordnungen berichtet. Diese Transformation erfolgt über eine anfängliche geordnete Anlagerung der MgO-Würfel, hat die Bildung von länglichen Mg(OH)2-Strukturen zum Zwischenzustand und endet mit der Rückumwandlung in Stapel aus versetzt gestuften MgO-Nanowürfeln. Mittels Ab-initio-Modellierung konnten die durch Hydratisierung und Hydroxylierung bedingten Änderungen der Energie der Würfeloberflächen als Auslöser und Triebkraft für die ungewöhnliche, gestufte Anordnung der Würfel identifiziert werden. Diese Selbstorganisation von Metalloxid-Nanopartikeln außerhalb einer flüssigen Umgebungsphase bietet einen neuen Ansatz zur Steuerung keramischer Mikrostrukturen und sowie eine Möglichkeit zur Überprüfung oberflächenwissenschaftlicher Konzepte.
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