SPP 1273:  Kolloidverfahrenstechnik

Bei kolloidalen Systemen handelt es sich um partikuläre Systeme, deren makroskopische Eigenschaften durch die mikroskopischen Wechselwirkungen ihrer dispersen Bestandteile untereinander und mit dem sie umgebenden Dispersionsmedium bestimmt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um submikrone Teilchensysteme handelt. Wegen der großen inneren Grenzfläche solcher Teilchensysteme erhalten Grenzflächeneffekte dominierenden Einfluss gegenüber Volumeneffekten.
Unter Kolloidverfahrenstechnik ist der Umgang mit kolloidalen Systemen in technischen Prozessen und die Beeinflussung kolloidaler Systeme durch technische Prozesse zu verstehen. Auf diesem Gebiet eröffnen sich für viele Branchen Erfolg versprechende Wege zu neuen Produkten mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Kolloidale Systeme bieten ideale Voraussetzungen, um maßgeschneiderte integrierte Produktsysteme zu realisieren. Kolloidverfahrenstechnik ist unverzichtbar für die Bereitstellung marktrelevanter Mengen kolloidaler Systeme.
In den vergangenen Jahren hat eine atemberaubende Entwicklung der analytischen Möglichkeiten für kolloidale Systeme stattgefunden. So konnten durch Mitglieder dieses Schwerpunkts beispielsweise weltweit erstmals die Vorgänge während der Entstehung von Kolloiden durch Röntgenbeugung und durch Cryo-TEM-Aufnahmen zeitaufgelöst untersucht werden. Diese neuen Messmöglichkeiten bieten das Potenzial zu einer dynamischen Weiterentwicklung des natur- und ingenieurwissenschaftlichen Verständnisses über die Entstehung kolloidaler Systeme und dessen Nutzung für neue Produkte.
Die zukünftigen Herausforderungen an die Kolloidverfahrenstechnik liegen in der Entwicklung geeigneter Apparate und Prozesse zur Erzeugung und Erhaltung mehrphasiger Strukturen und energetischer Wechselwirkungen in marktrelevanten Mengen. Zur kontrollierten Produktion müssen die relevanten Vorgänge grundlegend verstanden und skalenübergreifend genutzt werden können. Auf diesem Gebiet liegen die wissenschaftlichen Ziele des Schwerpunktprogramms. Aus Gründen der Fokussierung und Abgrenzung gegenüber anderen Forschungsaktivitäten sollen in diesem Schwerpunktprogramm nur flüssige oder feste kolloidale Teilchen in flüssigem Dispersionsmedium berücksichtigt werden.
Im Schwerpunktprogramm wird insbesondere solchen Fragen nachgegangen, die sich um die Beeinflussung von kolloidalen Systemen in flüssigen Dispersionsmedien während ihrer Entstehung und den direkt daran anschließenden Prozessen ergeben.

DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme

Internationaler Bezug Schweiz

• Charakterisierung von Grenzflächen zwischen zwei Flüssigkeiten unter hoch-dynamischen Bedingungen (Antragsteller Miller, Reinhard )
• Dynamik kolloidaler Suspensionen: Wachstum, Aggregation, Reorganisation und Trocknung (Antragsteller Auernhammer, Günter K. )
• Dünnschichtfiltration zur mechanischen Abtrennung fester kolloidaler Partikelsysteme aus einer Suspension (Antragsteller Nirschl, Hermann )
• Fourier Transformations Rheologie als neue nichtlineare mechanische Charakterisierungsmethode für Emulsionen und Suspensionen auch mittels simultaner Kleinwinkellichtstreuung und NMR Charakterisierung (Antragsteller Wilhelm, Manfred )
• Fällung und chemische Desintegration von polydispersem Titan(IV)-oxid (Antragsteller Tomas, Jürgen )
• Herstellung polymerbeschichteter Nanopartikel durch Hochdruckhomogenisation partikelbeladener Monomere mit nachfolgender Miniemulsionspolymerisation (Antragstellerinnen Karbstein, Heike ;  Landfester, Katharina )
• Herstellung und Strukturierung von Halbleiternanopartikeln (Antragsteller Peukert, Wolfgang )
• Hochkonzentrierte, fließfähige Dispersionen durch maßgeschneiderte attraktive Wechselwirkungen (Antragsteller Bartsch, Eckhard ;  Willenbacher, Norbert )
• Kleinmolekül-Stabilisierung von Metalloxid-Nanopartikeln (Antragsteller Garnweitner, Georg )
• Kolloidale Kapselsysteme und deren Erzeugung mittels Dynamischer Nano- Membrantechnik (K2-DYNAM) (Antragsteller Windhab, Erich J. )
• Kontrolle von Vesikelsystemen mit Hilfe amphiphiler Copolymerer (Antragsteller Gradzielski, Michael )
• Kontrolle von Wechselwirkungen und Dynamik in kolloidalen Dispersionen (Antragstellerin von Klitzing, Regine )
• Koordinatorfonds (Antragsteller Kind, Matthias )
• Mechanistische Modellierung des Restrukturierungsverhaltens kolloidaler Aggregate im Scherfeld (Antragsteller Behr, Ph.D., Marek ;  Briesen, Heiko )
• Modellierung der Kapillarkräfte bei der Konvektionstrocknung von Gelen: Einfluss von Produkt- und Prozessparametern auf Strukturerhaltung und Strukturänderung (Antragsteller Tsotsas, Evangelos )
• Nanopartikel zur Stabilisierung von Emulsionen (Antragsteller Simon, Frank )
• NMR-Untersuchungen zum Einfluss des Herstellungsprozesses auf die Eigenschaften kolloidaler Gele auf Amphiphil/Wasser-Basis (Antragstellerin Schmidt, Claudia )
• Prozessentwicklung eines Flüssig-Flüssig-Phasentransfers kolloidaler Partikel zur Herstellung hochwertiger Organosole (Antragsteller Peuker, Urs ;  Schmid, Hans-Joachim )
• Simulation turbulenter kolloidaler Systeme und Vorhersage der Agglomeratmorphologie (Antragsteller Sommerfeld, Martin )
• Steuerung und Modellierung der Aggregation und Redispergierung gefällter Nanopartikel (Antragsteller Kwade, Arno )
• Teilchenbildung aus der homogenen Phase untersucht mit Hilfe von Streumethoden (Antragsteller Ballauff, Matthias )
• Thermodynamisch stabile Pickering-Emulsionen (Antragsteller Wüstneck, Rainer )
• Untersuchungen zur Reorganisation von anorganischen kolloidalen Agglomeraten und Gelen III - Umsetzung in neue Verfahren (Antragsteller Kind, Matthias )
• Vesikelbildung durch Phasentransfer von Emulsionen oder Mikroemulsionen (Antragsteller Rehage, Heinz )

Sprecher Professor Dr.-Ing. Matthias Kind