Nanowerkstoffe für Einsteiger

"Nanowerkstoffe für Einsteiger" hält, was der Titel verspricht: Eine leichtverständliche Einführung zu Nanowerkstoffen für alle, die sich mit den Grundlagen und dem Potential dieser vielseitigen Materialklasse vertraut machen möchten, ohne allzu tief in die physikalischen und chemischen Details einzusteigen. Nanowerkstoffe sind Materialien wie Metalle, Legierungen, Keramiken oder Polymere, in denen mindestens eine Längendimension kleiner als 100 Nanometer ist. In diesem Längenbereich zeigen diese Materialien ganz besondere und fein einstellbare optische, elektrische und mechanische Eigenschaften, die auf der makroskopischen Skala nicht zutage treten. Eine Vielzahl von Anwendungen an der Schnittstelle zwischen Materialwissenschaft, Chemie, Physik und Biologie ist bereits in kommerziell erhältliche Produkte umgesetzt worden. Jedes Kapitel beginnt mit einer Einführung in den Lernstoff "In diesem Kapitel" und endet mit einer Zusammenfassung "Wichtig zu wissen". In die Tiefe gehende Erklärungen sind in Boxen aufgenommen und können so leicht ausgelassen werden.

Autorentext
Professor Dieter Vollath verfugt uber mehr als zwanzig Jahre Erfahrung in Forschung und Lehre im Bereich der Nanomaterialien. Er war Abteilungsleiter am Forschungszentrum Karlsruhe und halt regelma?ig Vorlesungen an der Technischen Universitat in Graz. Seit 2003 ist er selbststandiger Nanotechnologieberater und gibt Kurse zu Nanoteilchen und Nanowerkstoff en, die die Grundlage dieses Buches darstellen.

Klappentext
"Nanowerkstoffe für Einsteiger" hält, was der Titel verspricht: Eine leichtverständliche Einführung zu Nanowerkstoffen für alle, die sich mit den Grundlagen und dem Potential dieser vielseitigen Materialklasse vertraut machen möchten, ohne allzu tief in die physikalischen und chemischen Details einzusteigen.

Nanowerkstoffe sind Materialien wie Metalle, Legierungen, Keramiken oder Polymere, in denen mindestens eine Längendimension kleiner als 100 Nanometer ist. In diesem Längenbereich zeigen diese Materialien ganz besondere und fein einstellbare optische, elektrische und mechanische Eigenschaften, die auf der makroskopischen Skala nicht zutage treten. Eine Vielzahl von Anwendungen an der Schnittstelle zwischen Materialwissenschaft, Chemie, Physik und Biologie ist bereits in kommerziell erhältliche Produkte umgesetzt worden.

Jedes Kapitel beginnt mit einer Einführung in den Lernstoff "In diesem Kapitel" und endet mit einer Zusammenfassung "Wichtig zu wissen". In die Tiefe gehende Erklärungen sind in Boxen aufgenommen und können so leicht ausgelassen werden.

Inhalt
Vorwort EINFÜHRUNG NANOMATERIALIEN Nanoteilchen - Nanokomposite Elementare Konsequenzen der kleinen Teilchengrößen Makroskopische Nanowerkstoffe OBERFLÄCHEN VON NAONOWERKSTOFFEN Allgemeine Betrachtungen Oberflächenenergie Einfluss der Krümmung auf den Dampfdruck - Dampfdruck kleiner Teilchen Technische Anwendung der Oberflächenenergie - Hypothetische Nanomotoren GASPHASENSYNTHESE VON NANOTEILCHEN UND NANOKOMPOSITEN Grundlegende Betrachtungen Syntheseverfahren ohne zusätzliches elektrisches Feld Plasmaverfahren Flammensynthesen Synthese beschichteter Teilchen EIN- UND ZWEIDIMENSIONALE NANOTEILCHEN Grundsätzliche Betrachtungen Beispiele ein- und zweidimensionaler Teilchen Nanostrukturen aufgebaut aus in Schichten kristallisierenden Materialien NANOFLUIDE Grundlagen Nanofluide zur Verbesserung des Wärmeüberganges Ferrofluide THERMODYNAMIK VON NANOTEILCHEN Thermodynamik kleiner Teilchen Phasentransformationen bei Nanoteilchen Wärmekapazität von Nanoteilchen Thermische Instabilitäten in Verbindung mit Phasentransformationen MAGNETISCHE NANOMATERIALIEN - SUPERPARAMAGNETISMUS Magnetische Materialien Physikalische Grundlagen des Superparamagnetismus Magnetische Anisotropie der Werkstoffe Superparamagnetische Werkstoffe in der experimentellen Realität Mößbauer-Spektrum superparamagnetischer Teilchen Ausgewählte Anwendungen von superparamagnetischen Teilchen Austauschgekoppelte magnetische Nanowerkstoffe OPTISCHE EIGENSCHAFTEN Einführende Anmerkungen Einstellung des Brechungsindex und visuell transparente optische UV-Absorber Größenabhängige optische Eigenschaften - Quanteneinschlussphänomene Halbleitende Nanoteilchen - Quanteneinschluss Lumineszenz wechselwirkender Teilchen Lumineszierende Nanokomposite Metallische Nanoteilchen - Plasmonenresonanz Auswahl eines Luminophors oder Absorbers in Hinblick auf technische Anwendungen Elektrolumineszenz Foto- und elektrochromeMaterialien Magnetooptische Anwendungen ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN Elektrische Leitfähigkeit nanoskaliger Systeme: Diffusive und ballistische Leitfähigkeit Experimentelle Befunde zur Leitung des elektrischen Stromes in nanoskaligen Systemen Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Graphen Weitere eindimensionale elektrische Leiter Elektrische Leitfähigkeit von Nanokompositen MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN Einführende Anmerkungen Mechanische Eigenschaften nanokristalliner Materialien Verformungsmechanismen bei nanokristallinen Werkstoffen Superplastizität Schwingungen von Nanostäbchen und Nanoröhrchen-Maßstabsgesetze für Schwingungen Nanokompositemit Polymer-Matrix CHARAKTERISIERUNG VON NANOMATERIALIEN Spezifische Oberfläche Bestimmung der Kristallstruktur Elektronenmikroskopie Stichwortverzeichnis