Arbeitsgruppe Ruiz Agudo

Obwohl Kristallisationsprozesse allgegenwärtig und in einer Vielzahl von Anwendungen vertreten sind, sind die zugrundeliegenden Mechanismen meist unklar. Die gezielte Kristallisationskontrolle durch den Einsatz von Additiven ist für diverse wissenschaftliche wie auch industrielle Prozesse von zentralem Interesse. Bei der Additiv-kontrollierten Kristallisation ist es für die Entwicklung fortschrittlicher nachhaltiger Materialen von entscheidender Bedeutung, die intermediären Zwischenphasen bei der Bildung kristalliner Feststoffe aus deren Grundbausteinen, d. h. Atome, Ionen oder Moleküle, zu identifizieren, um so deren Entstehung gezielt zu steuern.

In den letzten Jahrzehnten wurde die klassische Vorstellung von Kristallisationsprozessen, bei der das Kristallwachstum ausschließlich durch die Addition einzelner Bausteine erfolgt, in Frage gestellt. Abgesehen von der Existenz gelöster Pränukleationsspezies, sowie flüssiger und fester amorpher Intermediate, wurden Nanopartikel-basierte Aggregationsmechanismen als gängige Strategie zur Herstellung kristalliner Feststoffe etabliert. Die Identifizierung dieser Zwischenstufen ermöglicht völlig neue Synthesestrategien, sowie ein grundlegendes Verständnis von Mineralisationsprozessen allgemein, die zur Vermeidung, Verbesserung oder Kontrolle der Bildung kristalliner Materialen eingesetzt werden können. Durch den Einsatz geeigneter Additive und somit deren gezielter Wechselwirkung mit den Intermediaten, können essentielle Eigenschaften der finalen kristallinen Materialen, wie bspw. Partikelgröße, Morphologie oder Polymorphismus, spezifisch designt werden.

Der Schwerpunkt der Ruiz-Agudo-Gruppe ist die detaillierte Aufklärung der Additiv-basierten Einflüsse auf das Kristallisationsverhalten eines breiten Spektrums industriell relevanter Materialen. Durch die Verwendung und Kombination unterschiedlicher Methoden wie potentiometrische Titration, Rasterkraftmikroskopie und analytische Ultrazentrifugation kann die Additivarchitektur im Hinblick auf die gewünschte Wechselwirkung mit diversen kristallinen Materialien optimiert werden.