Synthesis and Self-Assembly of Titania Nanoparticles and Subsequent Encapsulation within a Polymer Shell for Nanocomposite Fabrication

Abstract

Das Hauptziel dieser Arbeit war die Herstellung eines künstlichen Nanokompositmaterials, um die hierarchische Mikrostruktur von Perlmutt biologisch nachzuahmen, sowie die Erarbeitung neuer Aspekte, um dies zu erreichen. Daher wurden Titandioxid Nanoplättchen (TNPls) synthetisiert, die als Bausteine für die Herstellung geordneter Kompositstrukturen unter Verwendung eines bottom-up Ansatzes verwendet wurden. Hierfür wurden die TNPls mit Hilfe eines modifizierten seeded-growth Ansatzes synthetisiert und anschließend in dreidimensionale Suprapartikel (SPs) über eine emulsionsbasierte Methode selbstassembliert. Anschließend wurden die SPs mit Hilfe verschiedener Verkapselungsmethoden mit einer Polymerhülle verkapselt. Zuletzt wurden die einzelnen TNPls oder die assemblierten, verkapselten SPs in eine Polymermatrix eingebettet, um Nanokomposite herzustellen.

The ultimate aim of this work was the fabrication of an artificial nanocomposite material that imitates the hierarchical microstructure of nacre. This included the development of new approaches and strategies to achieve this aim. Therefore, titania nanoplates (TNPls) were synthesized, which were used as building blocks to fabricate ordered composite structures using a bottom-up approach. To this end, the TNPls were synthesized in a modified seeded-growth approach, self-assembled into three-dimensional supraparticles (SPs) using an emulsion-based method and encapsulated within a polymer shell using different encapsulation methods. Finally, the individual TNPls or the assembled SPs were embedded within a polymer matrix to fabricate nanocomposites.