Ultrakurzpulslasersystem zur Kolloidsynthese

• Subject Area: Process Engineering, Technical Chemistry
• Term: Funded in 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 234383151

Im Rahmen der Neuberufung im Institut für Technische Chemie I sollen die Profilschwerpunkte „Nanowissenschaften“ und „Biomedizinische Wissenschaften“ der Universität Duisburg-Essen um den Bereich der laser-generierten Nanopartikel und -materialien erweitert werden. Das beantragte Ultrakurzpulslasermaterial-bearbeitungssystem ist das Herzstück eines Referenzlabors zur Synthese von Nanobiomarkern und Kolloiden. Hierfür werden Nanopartikel durch Laserablation in Flüssigkeit generiert und funktionalisiert, die Verwendung ultrakurzer Pulse ermöglicht dabei einen effizienten Materialabtrag ohne thermische Last, was die Verwendung auch von thermisch labilen Biomolekülen und leicht flüchtigen Lösungsmitteln ermöglicht. Für die Herstellung einer für die Funktionsprüfung relevanten Nanomaterialmenge muss das ultrakurzgepulste Lasersystem durch hohe Pulswiederholraten eine hohe mittlere Leistung von 500 W erreichen können. Diese hohe Leistung kann nur in Kombination mit einer speziell für diesen Laser entwickelten Strahlführungseinheit appliziert werden, welche die laser-induzierte Kavitationsblase des Vorläuferpulses durch eine sehr schnelle Strahlversatz räumlich umgeht und somit die Abtragseffizienz wesentlich erhöht. Das Gerät ermöglicht die Untersuchung der Skalierungseffekte, nach deren grundlegenden Verständnis funktional nutzbare Mengen an vorzugsweise medizinisch applizierbaren Nanobiomarkern oder –kompositen synthetisiert und charakterisiert werden können.

• DFG Programme: Major Research Instrumentation
• Major Instrumentation: Ultrakurzpulslasersystem zur Kolloidsynthese
• Instrumentation Group: 5700 Festkörper-Laser
• Applicant Institution: Universität Duisburg-Essen
• Leader: Professor Dr.-Ing. Stephan Barcikowski