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Transforming nano-particles into sustainable consumer products through advanced product and process formulation

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Design-Leitfaden für nanopartikelbasierte Verbrauchsprodukte

Nanopartikel mit einer Größe von einem bis 100 Nanometern stellen die Verbindung zwischen Grundmaterial und atomaren Strukturen dar. EU-geförderte Forscher entwickelten Werkzeuge für die Produkt- und Verfahrensentwicklung, welche die Einbindung von Nanopartikeln in Verbrauchsprodukte verstärken sollen. Dies soll die Leistung verbessern und zugleich wirtschaftliche und ökologische Vorteile herbeiführen.

Industrielle Technologien

Nanopartikel kommen in Nanopulvern, Nanoclustern und Nanokristallen vor, welche zu anderen Strukturen verarbeitet werden. Obwohl es relativ einfach ist, die gewünschten Eigenschaften einer Struktur zu bestimmen, können Stoffe im Nanomaßstab größenabhängige Eigenschaften aufweisen, die erst nachvollzogen werden müssen, bevor die gewünschten Grundeigenschaften umgesetzt werden können. Flüssigkeiten, die Nanopartikel enthalten (Suspension), kommen in der Medizin- und Energiebranche, in Industrie- und Konsumgeräten und vielen anderen Bereichen zum Einsatz. Europäische Forscher, die mit Mitteln des Projekts "Transforming nanoparticles into sustainable consumer products through advanced product and process formulation" (Proform) gefördert wurden, sahen ein verbessertes Verständnis der Verarbeitung von Nanopartikel-Clustern vor, insbesondere im Zusammenhang mit der Bildung von Nanopartikel-Clustern und dem Zerfall in Flüssigkeiten. Das allgemeine Ziel bestand darin, die Entwicklung von Prozesswerkzeugen und -methoden für das Design und die Herstellung von Verbrauchsprodukten voranzutreiben. Forscher erstellten Protokolle für die Charakterisierung von Nanopartikeln und deren Verhalten in Flüssigkeiten und nutzten diese für die Schaffung einer Datenbank relevanter physikalischer Eigenschaften. Zusätzlich untersuchte das Team anhand experimenteller Methoden und Simulationen die Hydrodynamik und die Stabilität von Suspensionen und inwiefern sich die Verarbeitungsbedingungen auf diese auswirken. Als Ergebnis lieferte das Proform-Team einen Design-Leitfaden sowie einen softwarebasierten Formulation-Advisor für die zahlreichen untersuchten Flüssigkeiten, Nanopartikel und Verarbeitungsgeräte. Die Anwendung des Proform-Leitfadens und des Software-Werkzeugs kann die Eigenschaften von entwickelten nanopartikelbasierten Produkten verbessern, Verarbeitungsverfahren minimieren, Verluste mindern und zu bedeutenden wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen führen.

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