Nanotechnologie in der Schule - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

B Ferrofluid
All diese Kritierien werden durch eine Vielzahl von organischen Präparaten, die eine
Carboxyl-Gruppe COOH besitzen, erfüllt. Eine bevorzugte Gruppe dieser Dispergierungs-
mittel sind Fettsäuren. Es wird eine Auswahl aus Fettsäuren mit ungefähr 18 Kohlenstof-
fatomen empfohlen. Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure liefern beispielsweise exzellente
Ergebnisse und sind ausreichend sowie kostengünstig verfügbar. Es ist nicht notwendig, rei-
ne Präparate zu verwenden. Mischungen aus Fettsäuren und anderen Präparaten, die die
Carboxylgruppe enthalten, sind schon in Form von Tall-Ölen, die durch einen Kraft-Papier
Prozess hergestellt werden, verfügbar. Die Abfallprodukte dieser Öle können - manchmal
sogar bevorzugterweise - als Dispersionsmittel in unserem Prozess verwendet werden.
Fettsäuren und ähnliche Präparate sind wasserunlöslich. Jedoch formen diese ein Salz oder
eine Seife, mit etwa Ammonium oder Natrium, die hingegen wasserlöslich sind. Natrium-
Salze oder Seifen sind relativ temperaturstabil und generell nutzlos für unsere Zwecke.
Ammonium-Salze oder Seifen haben hingegen eine viel schlechtere Temperaturstabilität
und werden deshalb stark bevorzugt. Ammonium Oleat (Salz der Ölsäure) zersetzt sich
beispielsweise schon bei rund 78 ◦ C durch Freisetzung von gasförmigem Ammoniak.
Nach der Ausfällung der kolloidalen Suspension der Eisenpartikel wird unter Erwärmung
ein Dispersionsmittel zugefügt. Es wird geraten, das Dispersionsmittel der wässrigen Phase
bei einer Temperatur von über 70 ◦ C zuzuführen. Das Dispersionsmittel muss zu diesem
Produktionsschritt in Form von wasserlöslichem Ammoniumsalz vorliegen. Wenn die Nie-
derfällung mit einem Überschuss an Ammoniumhydroxid durchgeführt wird, was wir emp-
fehlen, wird das Dispersionsmittel durch Reaktion mit dem Überschuss an Ammoniumhy-
droxid, das in der Lösung enthalten ist, ein korrespondierendes Ammoniumsalz bilden. Falls
man jedoch eine andere Base, wie etwa Natriumhydroxid für den Niederfällungsprozess ver-
wendet, muss die überschüssige Base vom Schlamm aus den niedergefällten Eisenoxiden
entfernt werden und das Ammonumhydroxid muss vor oder gleichzeitig mit dem Disper-
gierungsmittel hinzugegeben werden. Alternativ kann man auch das Dispergierungsmittel
in ammonisierter Form hinzugeben, wie beispielsweise als Ammoniumoleat. Jedoch wird
bei diesem Herstellungsschritt vorzugsweise mit einem Überschuss an Ammonium-Ionen in
der Lösung gearbeitet.
Das ammonisierte Dispersionsmittel wird von der Oberfläche der Oxidpartikel adsorbiert,
voraussichtlich als eine monomolekulare Schicht. Es folgt eine Erwärmung des Reaktions-
gemisches auf einen Temperaturbereich, der höher als die Zersetzungstemperatur des am-
monisierten Dispergierungsmittels ist. Bei diesen Temperaturen, die generell im Bereich
von 70 ◦ C bis 100 ◦ C liegen, entsteht durch die Zersetzung des ammonisierten Disper-
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