Universelle Methode zur Herstellung von Aerogelen aus kolloidalen Nanopartikellösungen durch Einfrieren und anschließendes Gefriertrocknen

In dieser Zuschrift wird uber eine universelle Methode zur Herstellung von selbsttragenden Aerogelen aus kolloidalen Nanopartikeln (NP) berichtet. Dafur werden die NP eingefroren und anschliesend gefriergetrocknet. Das bedeutet, dass die kolloidalen NP ohne vorherige Gelierung (wie bisher bei herkommlichen Aero- und Kryogel-Verfahren ublich) direkt in trockene, aerogelahnliche monolithische Uberstrukturen uberfuhrt werden konnen. Die Anordnung der NP zu einer Uberstruktur ist ein rein physikalischer Prozess und dadurch vielfaltig einsetzbar, was bedeutet, dass die Kryogelierung auf Edelmetall-, Metalloxid- und Halbleiter-NP angewendet werden kann. Die Kryogelierung beeinflusst die Oberflachenchemie oder die NP-Form in der entstehenden Morphologie dabei nicht. Unter idealen Bedingungen sind auch die Volumina und die Formen von gefrorenem NP-Kolloid und Aerogel gleich gros. Dies ermoglicht es, mit der Methode dunne, gleichmasige Aerogelfilme und andere Geometrien von Aerogelmonolithen herzustellen. Abschliesend werden die physikochemischen Eigenschaften der Aerogele diskutiert.