DE102017008779A1

DE102017008779A1 - Particules du type coeur-écorce

Info

Publication number: DE102017008779A1
Application number: DE102017008779.2A
Authority: DE
Inventors: Denis Spitzer; Marc Comet; Martin Klaumünzer; Fabien Schnell; Cédric Martin
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Strasbourg; Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Strasbourg; Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2018-09-06
Also published as: FR3061439A1

Abstract

Die Erfindung betrifft mehrschichtige Partikel, bei denen mindestens eine Partikelabmessung weniger als 1000 nm beträgt, Verfahren zu deren Herstellung, insbesondere durch Schnellverdampfung oder Flash-Verdampfung, und deren Anwendungen beispielsweise auf dem Gebiet der energetischen Materialien, der pharmazeutischen Verbindungen, der phytopharmazeutischen Verbindungen, der medizinischen Kontrastmaterialien, der fluoreszierenden Materialien, der optischen Materialien, der optoelektronischen Materialien, der ferroelektrischen Materialien, der Materialien mit nichtlinearer Reaktion oder der bioelektronischen Materialien.

Description

Die Erfindung betrifft Partikel vom Typ Kern-Schale-Partikel mit einer oder mehreren Schichten, die den Kern bedecken, und die als mehrschichtige Partikel bezeichnet werden, und sie betrifft Verfahren zur Herstellung dieser Partikel durch Schnellverdampfung oder Flash-Verdampfung, beispielsweise zur Herstellung von Partikeln auf dem Gebiet der energetischen Materialien, der pharmazeutischen Verbindungen, der phytopharmazeutischen Verbindungen, der medizinischen Kontrastmaterialien, der fluoreszierenden Materialien, der optischen Materialien, der optoelektronischen Materialien, der ferroelektrischen Materialien, der Materialien mit nichtlinearer Reaktion oder der bioelektronischen Materialien.
STAND DER TECHNIK
Verfahren zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von Nanopartikeln mit mehreren Schichten und insbesondere mit einem Kern und einer Schale, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei den Verfahren aus dem Stand der Technik handelt es sich jedoch hauptsächlich um diskontinuierliche oder „Batch“-Verfahren. Im allgemeinen werden Sol-Gel-Verfahren angewandt. Sol-Gel-Verfahren haben jedoch eine begrenzte Effizienz hinsichtlich der Menge der erzeugten Produkte und der Qualität der erhaltenen Produkte, insbesondere was ihre Morphologie und Reinheit angeht. Bisher wird der industrielle Bedarf, insbesondere an mehrschichtigen Nanopartikeln durch diskontinuierliche Sol-Gel-Herstellungsverfahren gedeckt. Da es mit dieser Art Verfahren nicht möglich ist, große Materialmengen herzustellen, ist die Anwendung dieses Strukturtyps mit Kern und Schale weiterhin wenig verbreitet.
Insbesondere können als Beispiel vor allem Nanoverbunde vom Typ Metall/organische Produkte, z.B. Nanoaluminium-Sprengstoff-Verbunde wie etwa RDX nicht mit einem Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden, da es für organische Produkte dieser Art keine Vorläufer gibt. Bei dem RDX kann es sich nicht um ein Produkt mit stabiler nanometrischer Form handeln, das sich direkt aus Sol-Gel-Synthesen ergibt. Dies gilt auch für organische Verbindungen, etwa diejenigen, die bei pharmazeutischen oder kosmetischen Zusammensetzungen verwendet werden.
Das Ziel der Erfindung ist die Lösung des technischen Problems, das darin besteht, insbesondere ein Verfahren zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellung von Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Nanopartikeln bereitzustellen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, das technische Problem zu lösen, das darin besteht, Partikel und Verfahren zu deren Herstellung mit Eigenschaften für Anwendungen auf dem Gebiet der Sprengstoffe und des Antriebs bereitzustellen.
Ziel der Erfindung ist es auch, das technische Problem zu lösen, das darin besteht, mehrschichtige Partikel, insbesondere mehrschichtige Nanopartikel bereitzustellen, die mit herkömmlichen Soll-Gel-Verfahren nicht erreichbar sind.
Das Ziel der Erfindung ist es insbesondere, das technische Problem zu lösen, das darin besteht, die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln zu vereinfachen oder zu ermöglichen, für die es derzeit keine Vorläufer gibt.
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren, das eine Zerstäubung und insbesondere eine Schnellverdampfung oder Flash-Verdampfung umfasst, mit der eine Lösung für alle oder für einen Teil der Probleme bei den Verfahren aus dem Stand der Technik gebracht werden kann.
Die Erfindung betrifft mehrschichtige Partikel und Verfahren zu deren Herstellung, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Partikeln, bei denen mindestens eine Partikelabmessung weniger als 1000 nm beträgt, wobei das Verfahren die gleichzeitige Zerstäubung mindestens einer ersten Verbindung und mindestens einer zweiten Verbindung unter Bedingungen umfasst, unter denen die mindestens eine erste Verbindung den Kern des mehrschichtigen Partikels bildet, wobei mindestens eine Partikelabmessung weniger als 1000 nm beträgt, und die zweite Verbindung mindestens eine Schicht des Partikel bildet, oder umgekehrt.
Unter „umgekehrt“ ist zu verstehen, dass die mindestens eine zweite Verbindung den Kern der mehrschichtigen Partikel bildet und die erste Verbindung mindestens eine Schicht der Partikel bildet.
Als „erste Verbindung“ wird eine Verbindung bezeichnet, die sich von der „zweiten Verbindung“ unterscheidet. Bei den Verbindungen, die als „erste Verbindungen“ bezeichnet werden, kann es sich um mehrere Verbindungen handeln. Es wird auf diese „erste Verbindung“ bzw. „ersten Verbindungen“ verwiesen, hauptsächlich um diese von der „zweiten Verbindung“ bzw. von „den zweiten Verbindungen“ zu unterscheiden.
Unter „mehrschichtiges Partikel“ ist ein Partikel mit einem Kern (auch Inneres genannt) und mit mindestens einer Schicht an der Oberfläche des Kerns zu verstehen. Die Oberfläche des Kerns ist vorzugsweise vollständig mit einer Schicht bedeckt. Somit betreffen die Partikel der Erfindung Partikel mit einem Kern und einer Oberflächenschicht, die vorzugsweise die Oberfläche des Kerns vollständig bedeckt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Partikel, insbesondere Nanopartikel mit einem Kern und mehreren Oberflächenschichten, die konzentrisch angeordnet sind.
Gemäß einer Variante setzt das erfindungsgemäße Verfahren ein mehrphasiges Fluid mit Partikeln, vorzugsweise in Form von Nanopartikeln ein, die in einer Flüssigphase verteilt sind, so dass der Kern der erfindungsgemäßen Partikeln und vorzugsweise der erfindungsgemäßen Nanopartikeln gebildet wird, wobei die Partikel mindestens eine erste organische, mineralische oder organometallische Verbindung und ein mehrphaiges oder einphasiges Fluid mit mindestens einer zweiten organischen, mineralischen oder organometallischen Verbindung umfassen, die dazu vorgesehen ist, mindestens eine Oberflächenschicht der Partikel zu bilden, unter umgekehrt.
Gemäß einer Variante setzt das erfindungsgemäße Verfahren ein mehrphasiges Fluid mit Partikeln, vorzugsweise in Form von Nanopartikeln ein, die in einer Flüssigphase verteilt sind, so dass der Kern der erfindungsgemäßen Partikel und vorzugsweise der erfindungsgemäßen Nanopartikeln gebildet wird, wobei die Partikel mindestens eine erste organische, mineralische oder organometallische Verbindung umfassen, wobei das mehrphasige Fluid außerdem mindestens eine zweite organische, mineralische oder organometallische Verbindung umfasst, die in einer Flüssigphase aufgelöst und dazu vorgesehen ist, mindestens eine Oberflächenschicht der Partikel zu bilden, oder umgekehrt.
Die Erfindung betrifft auch Partikel vom Typ organische/anorganische oder organische/metallische Hybridpartikel.
Die Erfindung betrifft insbesondere Partikel mit einem Kern (oder Inneren), der zum Beispiel eine oder mehrere organische oder anorganische Verbindungen aufweist und dessen Oberfläche vorzugsweise vollständig mit einer oder mit mehreren Schichten bedeckt ist, die eine oder mehrere metallische Verbindungen umfasst.
Gemäß einer Variante bildet die erste Zusammensetzung, die die erste feste Verbindung enthält, ein mehrphasiges Fluid.
Im Sinne der Erfindung ist unter „Fluid“ insbesondere eine Flüssigkeit zu verstehen, die möglicherweise eine feste Dispersion umfasst. Bei der Erfindung deckt dieser Begriff „Fluid“ nicht ein Gas ab, in dem feste Partikel verteilt wären.
Erfindungsgemäß wird mit einem mehrphasigen Fluid ein Fluid bezeichnet, das eine oder mehrere nicht mischbare Phasen, wie etwa eine Flüssigphase und eine feste Phase, oder zwei nicht mischbare Flüssigphasen umfasst.
Gemäß einer Variante besteht das mehrphasige Fluid aus einer Flüssigphase und mindestens einer festen Phase, die vorzugsweise in Form von Partikeln und üblicherweise in Form von Nanopartikeln verteilt ist.
Gemäß einer Variante besteht das mehrphasige Fluid aus einer Flüssigphase und aus mehreren Feststoffen, die vorzugsweise in Form von Partikeln und üblicherweise in Form von Nanopartikeln verteilt sind.
Gemäß einer Variante besteht das mehrphasige Fluid aus zwei Flüssigphasen.
Gemäß einer Variante besteht das mehrphasige Fluid aus mehreren Flüssigphasen und aus mehreren festen Phasen, die vorzugsweise in Form von Partikeln und üblicherweise in Form von Nanopartikeln in einer oder in mehreren Flüssigphasen verteilt sind, wobei die festen Phasen in verschiedenen Flüssigphasen verteilt sein können.
Mit „Flüssigphase“ wird eine flüssige Phase mit einer oder mehreren flüssigen Verbindungen bezeichnet. Eine Verbindung wird als „flüssige Verbindung“ definiert, wenn sie insbesondere bei einer Temperatur und einem Druck unter den Bedingungen nach dem Erhalt des mehrphasigen Fluids flüssig ist. Gemäß einer Variante ist die Verbindung bei einer Umgebungstemperatur und einem Umgebungsdruck, d.h. bei 25 °C und 101325 Pa flüssig.
Zu den flüssigen Verbindungen können insbesondere Lösemittel oder Dispersionsmittel der ersten und/oder zweiten Verbindung genannt werden, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Gemäß einer Variante umfasst der Kern oder das Innere des Partikels die erste Verbindung bzw. die ersten Verbindungen, und die Schicht bzw. die Schichten, die den Kern umgibt bzw. umgeben, umfasst bzw. umfasst die zweite Verbindung bzw. die zweiten Verbindungen.
Gemäß einer Variante weist das Partikel einen Kern (Inneres) auf, der eine oder mehrere zweite Verbindungen umfasst oder daraus besteht, und eine oder mehrere Schichten, die den Kern umgeben und eine oder mehrere erste Verbindungen umfassen oder daraus bestehen.
Bei allen bevorzugten oder vorteilhaften Varianten, Ausführungsformen kann jede Schicht unabhängig von den anderen Schichten aus einer oder aus mehreren Verbindungen bestehen, wobei die Verbindungen einer Schicht sich von der oder von denjenigen einer anderen Schicht unterscheiden können.
Gemäß einer besonderen Variante handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Partikeln um Partikel, bei denen vorteilhafterweise alle Abmessungen weniger als 1000 nm betragen.
Gemäß einer Variante handelt es sich bei den Partikeln um Nanopartikel, d.h. um Partikel, bei denen vorteilhafterweise mindestens eine und vorzugsweise alle Abmessungen weniger als 100 nm betragen.
Die Erfindung betrifft insbesondere feste Partikel und insbesondere Partikel mit einem Kern oder einem Inneren, dessen kleinste Abmessung und vorzugsweise alle Abmessungen zwischen 30 und 100 nm betragen und bei dem eine oder mehrere Schichten eine Dicke von 2 bis 0,15 nm haben.
Gemäß einer Variante umfasst der Kern ein oder mehrere metallische Elemente oder besteht daraus.
Gemäß einer Variante umfasst der Kern eine oder mehrere organische Verbindungen oder besteht daraus.
Die Erfindung betrifft somit Partikel und insbesondere Nanopartikel mit einem Kern, der ein oder mehrere metallische Elemente und eine oder mehrere Schichten umfasst oder daraus besteht, welche ein oder mehrere Oxide eines oder mehrerer metallischer Elemente umfassen oder daraus bestehen.
Gemäß einer besonderen Variante weisen die erfindungsgemäßen Partikel und insbesondere die erfindungsgemäßen Nanopartikel einen Kern auf, der aus Aluminium besteht oder Aluminium umfasst.
Eine Variante der Erfindung besteht aus Partikeln und insbesondere aus Nanopartikeln mit mindestens einer Schicht, die Eisenoxid umfasst oder daraus besteht.
Eine spezifische Variante der Erfindung betrifft Partikel und insbesondere Nanopartikel mit einem Kern, der Aluminium umfasst oder daraus besteht, und mit einer oder mehreren Schichten, die aus Eisenoxid bestehen oder Eisenoxid umfassen.
Die Erfindung betrifft auch Partikel und insbesondere Nanopartikel mit einem Kern, der ein oder mehrere metallische Elemente möglicherweise in Form von Oxid oder mit Oxiden umfasst oder daraus besteht, und mit einer oder mehreren Schichten, die eine oder mehrere organische Verbindungen umfassen oder daraus bestehen.
Die Erfindung betrifft außerdem Partikel und insbesondere Nanopartikel mit einem Kern, der eine oder mehrere organische Verbindungen umfasst oder daraus besteht, und mit einer oder mehreren Schichten, die ein oder mehrere metallische Elemente, möglicherweise in Form von Oxid oder mit Oxiden, umfassen oder daraus bestehen.
Erfindungsgemäß besteht eine Variante aus Partikeln und insbesondere aus Nanopartikeln mit mindestens einer Schicht, die RDX (Cyclotrimethylentrinitramin) umfasst oder daraus besteht.
Eine spezifische Variante der Erfindung betrifft Partikel und insbesondere Nanopartikel mit einem Kern, der aus Aluminium besteht oder Aluminium umfasst, und mit einer oder mehreren Schichten, die aus RDX bestehen oder RDX umfassen.
Derartige Partikel sind beispielsweise aufgrund ihrer Eigenschaften im Bereich der Springstoffe oder des Antriebs besonders interessant.
Für derartige Anwendungen können als Beispiele folgende Verbindungen genannt werden, die zusammen mit Aluminium, vorzugsweise mit dem Aluminium, das den Kern des Partikels (Nanopartikels) bildet, eine oder mehrere Schichten der Partikel und insbesondere der Nanopartikel bilden können: CR-Oxid (VI), Kupferoxid (II), Eisenoxid (II, III), Kaliumpermanganat, Bismutoxid (III), Wolframoxid Hydrat (VI), ein oder mehrere Fluorpolymere, wie etwa PTFE oder Viton®,und ein beliebiges Gemisch daraus (das eine oder mehrere Schichten des Partikels (Nanopartikels) bildet).
Es können auch an Antimon-Kaliumpermanganat- oder Titan-Bor-Gruppen genannt werden.
Die vorliegende Erfindung kann somit ein Gemisch aus Sprengstoffen und Metall oder ein Gemisch aus Sprengstoffen und nanostrukturierten Thermiten umfassen.
Die erfindungsgemäßen Partikel können zum Beispiel Halbleiterverbindungen und/oder Cokristalle oder Verbunde umfassen, die vorteilhafterweise dotiert sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch ohne Einschränkung fluoreszierende Materialien umfassen, insbesondere zu medizinischen, therapeutischen oder diagnostischen Zwecken, etwa in der Radiologie.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch in pharmazeutischer Hinsicht aktive Verbindungen umfassen, insbesondere zur Herstellung von Arzneimitteln oder zu pharmazeutischen oder therapeutischen Zwecken. Mit derartigen Partikeln ist es insbesondere möglich, die Biokompatibilität zu verbessern.
Die erfindungsgemäßen Partikel können auch Katalysematerialien umfassen, wie etwa Materialien für die heterogene Katalyse, z.B. in nicht einschränkender Weise insbesondere bei Anwendungen in der Petrochemie.
Die Erfindung betrifft außerdem insbesondere Partikel, die mit einem erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren erhalten werden können, wobei die Partikel einen Kern und eine Schale umfassen.
Die Erfindung betrifft Partikel, die mindestens eine Abmessung haben, die weniger als 1000 nm beträgt, wobei die größte Abmessung vorzugsweise weniger als 1000 nm beträgt, und die einen Kern, der Aluminium umfasst oder daraus besteht, und eine Schale aufweisen, die mindestens ein Oxid mindestens eines metallischen Elements umfasst oder daraus besteht.
Die Erfindung betrifft Partikel, die mindestens eine Abmessung haben, die weniger als 1000 nm beträgt, wobei die größte Abmessung vorzugsweise weniger als 1000 nm beträgt, und die einen Kern, der Aluminium umfasst oder daraus besteht, und eine Schale aufweisen, die eine explosive Verbindung umfasst oder daraus besteht.
Gemäß einer Variante liegen derartige Partikel in Form von Nanopartikeln vor, deren Abmessungen alle weniger als 1000 nm und beispielsweise weniger als 100 nm betragen.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung derartiger Partikel und insbesondere ein Herstellungsverfahren, das eine Zerstäubung durch Sprüh-Flash-Verdampfung umfasst, die auch unter dem Zeichen SFE für das englische Akronym „Spray Flash Evaporation“ bekannt ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, das Folgendes umfasst:

(a) die Verteilung der ersten Verbindung in fester Form in einer Flüssigphase zur Bildung einer fluidischen Zusammensetzung und die Auflösung der zweiten Verbindung in einer Flüssigphase, die zu der fluidischen Zusammensetzung, die die erste Verbindung enthält, identisch ist oder sich von dieser unterscheidet;
(b) die Erwärmung der fluidischen Zusammensetzung und der Flüssigphase, die die zweite Verbindung enthält, sofern diese eine Phase bildet, die sich von der fluidischen Zusammensetzung unterscheidet, vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt;
(c) die Zerstäubung der fluidischen Zusammensetzung, die die erste Verbindung enthält, und der Flüssigphase, die die zweite Verbindung enthält, sofern diese eine Phase bildet, die sich von der fluidischen Zusammensetzung unterscheidet, wobei die Zerstäubung vorzugsweise in einer Zerstäubungskammer mittels einer Verteilungsvorrichtung und unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar durchgeführt wird;
(d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikel;
(e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.

Die Trennung der Flüssigkeiten von den erhaltenen Nanopartikeln erfolgt vorteilhafterweise bei der Zerstäubung.
Gemäß einer Variante umfasst das Verfahren Folgendes:

(a) die Verteilung der festen ersten Verbindung in einer ersten Flüssigkeit zur Bildung einer ersten fluidischen Zusammensetzung, wobei sich die erste Zusammensetzung in einem ersten Behälter befindet, und die Auflösung der zweiten Verbindung in einer zweiten Flüssigkeit, die sich von der Flüssigkeit der ersten Zusammensetzung unterscheidet, wobei die zweite Flüssigkeit, die die zweite Verbindung enthält, eine zweite fluidische Zusammensetzung bildet, die sich in einem zweiten Behälter befindet,
(b) die Erwärmung der ersten Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt, und die Erwärmung der zweiten Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt; und
(c) die gleichzeitige Zerstäubung der ersten und zweiten erwärmten Zusammensetzung vorzugsweise unter Druck in einer Zerstäubungskammer mittels mindestens einer Verteilungsvorrichtung und vorzugsweise unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar;
(d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln;
(e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.

Gemäß einer weiteren Variante umfasst das Verfahren Folgendes:

(a) die Herstellung mindestens einer fluidischen Zusammensetzung, die Folgendes umfasst
- ■ mindestens eine Flüssigkeit,
- ■ mindestens eine erste organische oder mineralische feste Verbindung, die in der Flüssigkeit verteilt ist,
- ■ mindestens eine zweite organische oder mineralische Verbindung, die in der Flüssigkeit aufgelöst ist,
wobei sich die Zusammensetzung in einem Behälter befindet;
(b) die Erwärmung der Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt;
(c) die Zerstäubung der Zusammensetzung in einer Zerstäubungskammer mittels mindestens einer Verteilungsvorrichtung und vorzugsweise unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar;
(d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln;
(e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren die Erwärmung der ersten und der zweiten Zusammensetzung umfasst, kann die Erwärmung der ersten und zweiten Zusammensetzung gleichzeitig oder einzeln erfolgen.
Bei einer besonderen Variante umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Verteilung mindestens einer mineralischen organischen festen Verbindung in einer Flüssigkeit, die Auflösung mindestens einer organischen oder mineralischen Verbindung in einer Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeiten, die die verteilte Verbindung oder die aufgelöste Verbindung umfassen, identisch oder unterschiedlich sein können, die gleichzeitige oder unabhängige Erwärmung unter Druck der Flüssigkeiten, die die verteilte Verbindung oder die aufgelöste Verbindung umfassen, die Zerstäubung der Flüssigkeiten, die die verteilte Verbindung oder die aufgelöste Verbindung umfassen, die Darstellung von Partikeln und insbesondere von Nanopartikeln, und die Trennung der Flüssigkeiten von den erhaltenen Nanopartikeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise kontinuierlich oder halbkontinuierlich durchgeführt. Es wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst vorteilhafterweise die Herstellung von einem oder mehreren mehrphasigen Fluiden, die Folgendes umfassen:

■ zwei bis zehn Verbindungen; oder
■ zwei Verbindungen; oder
■ zwei Verbindungen in einem Molverhältnis, das aus 1/4, 1/3, 1/2, 1/1, 2/1, 3/1, 4/1 ausgewählt ist; oder
■ drei Verbindungen; oder
■ drei Verbindungen in einem Molverhältnis X/Y/Z, bei dem X, Y und Z identisch oder unterschiedlich sind und 1, 2, 3 oder 4 darstellen;
■ vier Verbindungen; oder
■ vier Verbindungen in einem Molverhältnis W/X/Y/Z, bei dem W, X, Y und Z identisch oder unterschiedlich sind und 1, 2, 3 oder 4 darstellen;
■ fünf Verbindungen; oder
■ fünf Verbindungen in einem Molverhältnis V/W/X/Y/Z, bei dem V, W, X, Y und Z identisch oder unterschiedlich sind und 1, 2, 3 oder 4 darstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst vorzugsweise die Herstellung eines oder mehrerer mehrphasiger Fluide, die zwei, drei oder vier Verbindungen umfassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiter vorzugsweise die Herstellung von mindestens zwei Phasen, einer ersten flüssigen Phase mit mindestens einer flüssigen Verbindung, die auch als erste flüssige Verbindung bezeichnet wird, und mit mindestens einer organischen, mineralischen oder organometallischen festen Verbindung, die auch als erste Verbindung bezeichnet wird, und einer zweiten flüssigen Phase mit mindestens einer flüssigen Verbindung, die auch als zweite flüssige Verbindung bezeichnet wird, sowie mit mindestens einer organischen, mineralischen oder organometallischen Verbindung, die auch als zweite Verbindung bezeichnet wird und in der flüssigen Phase aufgelöst ist. Diese flüssigen Phasen können jeweils unabhängig voneinander mehrere dieser Verbindungen umfassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Nanopartikeln aus Verbindungen, die aus den energetischen Verbindungen, den pharmazeutischen Verbindungen, den phytopharmazeutischen Verbindungen, den färbenden Verbindungen, den Pigmenten, den Tinten, den Lacken, den Metallen, den Metalloxiden, den fluoreszierenden Verbindungen, den Halbleiterverbindungen, den optischen Verbindungen, den optoelektronischen Verbindungen ausgewählt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Nanopartikeln aus Verbindungen, die aus den energetischen Verbindungen, den pharmazeutischen Verbindungen, die phytopharmazeutischen Verbindungen, den Metallen, den Metalloxiden, den fluoreszierenden Verbindungen, den Halbleiterverbindungen ausgewählt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Nanopartikeln aus Verbindungen, die aus metallischen Verbindungen, ihren Oxiden und einem ihrer Gemische ausgewählt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von Partikeln und insbesondere von Nanopartikeln, die einen Kern und eine Oberflächenschicht aus Verbindungen aufweisen, die aus den metallischen Verbindungen, ihren Oxiden und einem ihrer Gemische ausgewählt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise für die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Nanopartikeln aus Verbindungen eingesetzt, die aus den energetischen Verbindungen, den pharmazeutischen Verbindungen und den phytopharmazeutischen Verbindungen ausgewählt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch vorteilhafterweise die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Partikeln, deren Größe im Mikrometerbereich liegt oder die mindestens eine Abmessung haben, die weniger als 500 µm beträgt, und vorzugsweise mindestens eine Abmessung haben, die weniger als 100 µm beträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise auch die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Nanopartikeln, deren Größe im Submikrometerbereich liegt, oder die mindestens eine Abmessung haben, die zwischen 100 und 1000 nm beträgt.
Mit „Partikelgröße“ werden der Durchmesser oder die kleinste Abmessung für im Wesentlichen nicht sphärische Partikel und vorteilhafterweise alle Abmessungen der Partikel bezeichnet. Die Größe der Partikel kann durch Raster- und Transmissionen-Elektronenmikroskopie gemessen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorzugsweise die Herstellung von mehrschichtigen Partikeln und insbesondere von mehrschichtigen Nanopartikeln, deren Größe im Nanometerbereich liegt, oder die mindestens eine Abmessung haben, die weniger als 100 nm beträgt.
Weiter vorzugsweise haben die erfindungsgemäß hergestellten mehrschichtigen Partikel und insbesondere mehrschichtigen Nanopartikel eine Größe von 2 bis 100 nm; oder von 5 bis 90 nm; oder von 10 bis 80 nm; oder von 50 bis 300 nm; oder von 50 bis 200 nm; oder von 50 bis 120 nm; oder von 10 bis 100 nm; oder von 60 bis 100 nm.
Gemäß einer Variante haben die festen Verbindungen, die den Kern der Partikel bilden, jeweils die gleiche oder unterschiedliche Größen (Durchmesser oder kleinste Abmessung), die 2 bis 1000 nm, vorzugsweise 1 bis 50 nm, weiter vorzugsweise 1 bis 30 nm beträgt. Es handelt sich hier um die Größe der Verbindungen, die den Kern der erfindungsgemäßen Partikel bilden.
Gemäß einer Variante hat eine Schicht der Partikel jeweils die gleiche oder eine andere dicke, die 2 bis 1000 nm, vorzugsweise 1 bis 50 nm, weiter vorzugsweise 1 bis 30 nm beträgt.
Gemäß einer Variante umfasst das Verfahren die Herstellung von Partikeln, die mehrere Schichten umfassen, die den Kern der Partikel umgeben. Es ist beispielsweise möglich, derartige Partikel durch Iteration des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen, indem die durch das Verfahren gebildeten Partikel wieder verwendet werden, d.h. die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten Partikeln, die einen Kern und eine oder mehrere Oberflächenschichten aufweisen, werden erneut dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgesetzt, um an der Oberfläche mindestens eine neue Oberflächenschicht abzuscheiden. Die in Schritt a) verteilten Partikel können somit selbst Partikel mit einem Kern und einer oder mehreren Oberflächenschichten sein. Gemäß dieser Variante werden bei jeder Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine oder mehrere zusätzliche Oberflächenschichten auf die Partikel abgeschieden.
Gemäß einer Variante umfasst das Verfahren die Herstellung von Partikeln mit mehreren Schichten, die den Kern der Partikel umgeben, indem Verbindungen verwendet werden, die in den Flüssigkeiten, in denen sie aufgelöst sind, unterschiedliche Löslichkeit haben. Wenn die Löslichkeiten nun ausreichend unterschiedlich sind, wird zum Beispiel die Verbindung mit der geringsten Löslichkeit zuerst auf die Oberfläche der Partikel abgeschieden und dann die Verbindung mit der höchsten Löslichkeit auf die Oberfläche der Schicht der Verbindung (mit der geringsten Löslichkeit), die bereits an der Oberfläche der Partikel abgeschieden wurde, abgeschieden.
Gemäß einer Variante umfasst das Verfahren die Verteilung der Verbindung, die den Kern der Partikel bilden soll, in einer ersten Flüssigkeit, die eine Verbindung enthält, die die erste Oberflächenschicht bilden soll, sowie die Auflösung einer Verbindung, die die zweite Oberflächenschicht bilden soll, in einer zweiten Flüssigkeit. Die Löslichkeit der Verbindung, die für die Bildung der zweiten Oberflächenschicht vorgesehen ist, in der zweiten Flüssigkeit ist vorzugsweise höher als die Löslichkeit der Verbindung, die zur Bildung der ersten Oberflächenschicht vorgesehen ist, in der ersten Flüssigkeit.
Die Wahl der Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten kann insbesondere in Abhängigkeit von der zu verteilenden Verbindung oder der aufzulösenden Verbindung angepasst werden.
Die eingesetzte(n) Flüssigkeit(en) hat bzw. haben vorzugsweise einen Siedepunkt, der unter 80°C oder unter 60°C liegt. Als Lösungsmittel können die Alkane genannt werden, zum Beispiel Pentan (Sdp. = 36°C) oder Hexan (Sdp. = 68°C), die Alkohole, zum Beispiel Methanol (Sdp. = 65°C) oder Ethanol (Sdp. = 78-79°C), die Thiole, beispielsweise Ethanthiol (Sdp. = 35°C); die Aldehyde, beispielsweise Ethanal (Sdp. = 20°C) oder Propionaldehyd (Sdp. = 48°C); die Ketone, beispielsweise Aceton (Sdp. = 56°C); die Ether, beispielsweise Methyl-tert-butylether (Sdp. = 55°C) oder Tetrahydrofuran (Sdp. = 66°C); die Säureester, insbesondere die Ameisensäureester, beispielsweise Methylformiat (Sdp. = 32°C), die Essigsäureester, beispielsweise Methylacetat (Sdp. = 57-58°C); die Amine, beispielsweise Trimethylamin (Sdp. = 2-3°C) genannt werden.
Die Zusammensetzung, die die verteilte feste Verbindung umfasst, umfasst vorteilhafterweise auch mindestens ein Dispersionsmittel.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst vorzugsweise einen letzten Schritt zur Rückgewinnung der mehrschichtigen Partikel, insbesondere der mehrschichtigen Nanopartikel.
Die Rückgewinnung der mehrschichtigen Partikel und insbesondere der mehrschichtigen Nanopartikel wird vorteilhafterweise mit einer oder mit mehreren Vorrichtungen durchgeführt, die aus einem elektrostatischen Abscheider, einem Fliehkraftabscheider, einem Fliehkraftabscheider mit einer elektrostatischen Vorrichtung ausgewählt sind.
Die Bedingungen zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbesondere in Abhängigkeit von den Verbindungen, die die mehrschichtigen Partikel und insbesondere die mehrschichtigen Nanopartikel bilden, oder auch in Abhängigkeit von den verwendeten Flüssigkeiten relativ stark variieren.
Die Erwärmung der Zusammensetzungen erfolgt vorteilhafterweise unter einem Druck von 5 bis 150 bar oder von 10 bis 60 bar. Beim Einsetzen mehrerer Lösungen kann die jeweilige Erwärmung der Lösung unter einem Druck von 5 bis 150 bar oder von 10 bis 60 bar durchgeführt werden, wobei der Druck für jede Zusammensetzung identisch oder ein anderer sein kann.
Die Erwärmung der Zusammensetzungen erfolgt auch vorteilhafterweise unter dem Druck eines Schutzgases, das aus Stickstoff, Argon, Helium, Neon, Xenon ausgewählt ist.
Bei der Verteilung der Zusammensetzungen beträgt der Druck vorteilhafterweise zwischen 0, 001 und 2 bar.
Die Verteilungsvorrichtung, die bei der Verteilung der Zusammensetzungen eingesetzt wird, ist vorteilhafterweise aus einer Düse mit Hohlkegel, einer Düse mit Vollkegel, einer Düse mit flachem Strahl, einer Düse mit geradem Strahl, einem pneumatischen Zerstäuber und ihren Kombinationen ausgewählt. Eine Düse mit Hohlkegel ist besonders vorteilhaft.
Die Zerstäubung kann im Allgemeinen unter einem Winkel durchgeführt werden, der sehr stark variieren kann. Der Zerstäubungswinkel kann somit nahe 180° liegen, beispielsweise 170° oder auch 150° oder 120° betragen. Es kann auch ein Zerstäubungswinkelbereich von 60 bis 80° genannt werden.
Diese Bedingungen gelten auch bei der Zerstäubung von mindestens zwei Zusammensetzungen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, die das Umsetzen des Verfahrens ermöglicht, wenn mindestens zwei Zusammensetzungen verwendet werden. Die Erfindung stellt somit eine Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln und vorzugsweise von Nanopartikeln aus mindestens zwei Verbindungen, die die Partikel und insbesondere die Nanopartikel bilden, bereit, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:

■ mindestens zwei Reaktoren, die jeweils Folgendes aufweisen
- - eine Zuführung für ein oder mehrere Fluide, die die erste und die zweite Verbindung enthalten, und für die Flüssigkeit bzw. Flüssigkeiten;
- - mindestens eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drucks, der 3 bis 300 bar betragen kann;
- - mindestens eine Heizvorrichtung;
■ eine Zerstäubungskammer, die Folgendes aufweist:
- - mindestens eine Vorrichtung zur Verteilung mindestens eines mehrphasigen Fluids unter einem Winkel von 30 bis 150° und einem Druck von 0,0001 bis 2 bar;
- - mindestens eine Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeiten;
■ eine oder mehrere Vorrichtungen zur Rückgewinnung der Nanopartikel von Verbindungen, die aus einem elektrostatischen Abscheider, einem Fliehkraftabscheider, einem Fliehkraftabscheider mit einer elektrostatischen Vorrichtung ausgewählt sind.

Eine Art der Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 1 gezeigt. Die Vorrichtung besteht aus 4 Hauptteilen: einer Baugruppe aus zwei Behältern 1 und 1' für die Speicherung unter sehr hohem Druck von Fluiden, die die zu zerstäubende(n) Substanz(en) enthalten, einer Zerstäubungskammer mit zwei integrierten erwärmten Düsen 3, zwei Axialabscheidern 5, die parallel geschaltet sind und eine halbkontinuierliche Herstellung ermöglichen, einer Vakuumpumpe 6.
Bei den Behältern 1 und 1‘von 5 L, die das Fluid mit der ersten und der zweiten Verbindung enthalten, wird ein Überdruck aus komprimiertem Stickstoff angewandt. Zunächst ermöglicht dieser Überdruck die Bewegung des Sauerstoffs und verhindert die Verdampfung des Fluids. Der Volumendurchsatz in diesem System wird durch den Überdruck von komprimiertem Stickstoff herbeigeführt.
Filter 2 und 2‘von beispielsweise 5 µm drängen in dem ursprünglichen Fluid alle festen Untereinheiten zurück, deren Abmessung das Durchströmen der Filter verhindert. Die Filter ermöglichen das Durchströmen der ersten festen Verbindung im Allgemeinen in Form von Nanopartikeln.
Zwei Düsen 3 mit Hohlkegel, die jeweils mit einem elektrischen Heizsystem ausgestattet sind, sind nebeneinander in der Zerstäubungskammer angeordnet. Es werden die Druck-, Temperatur-und Größenverteilungsparameter der Partikel überwacht. Der Anschlusstyp ermöglicht einen raschen Wechsel der Düsen. Die Temperatur des elektrischen Heizsystems wird von dem Benutzer ausgewählt und automatisch reguliert. Die Düsen sind so zueinander ausgerichtet, dass ihre Strahlen sich durchkreuzen.
Ein Flüssigkeitsbehälter oder ein Flüssigkeitsgefäß 4 ist mit der gleichen Flüssigkeit wie der Behälter 1 gefüllt und dient dazu, die Leitung und die Düse nach der Verwendung zu spülen. Ebenso ist der Flüssigkeitsbehälter oder das Flüssigkeitsgefäß 4' Strich mit der gleichen Flüssigkeit wie der Behälter 1' gefüllt.
Die Axialabscheider 5 sind parallel angeordnet. Im Betrieb ist nur ein Fliehkraftabscheider eingeschaltet; der zweite Fliehkraftabsteiger ist im Bereitschaftsmodus. Aufgrund der Fliehkraft legen sich die festen Partikel innerhalb des Fliehkraftabscheiders ab, wobei die gasförmigen Komponenten über eine Tauchleitung aus dem Fliehkraftabscheider austreten. Um den Fliehkraftabscheider zu entleeren, wird zunächst der Kreislauf geöffnet, der zum zweiten Fliehkraftabscheider führt, und anschließend der erste Kreislauf geschlossen, der zum ersten Fliehkraftabscheider führt.
Die Vakuumpumpe 6 gewährleistet eine permanenten Strömung in der Anlage und ermöglicht das Entziehen der Flüssigkeitsdämpfe aus dem System.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zum Beispiel kontinuierlich und reproduzierbar und in einer effizienteren Weise als bei diskontinuierlichen Verfahren (Batch), wie etwa den Sol-Gel-Verfahren, mehrschichtige Partikelstrukturen zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere hinsichtlich der Quantität der erzeugten Produkte und der Qualität der erhaltenen Produkte, insbesondere im Hinblick auf die Morphologie, die Reinheit usw., viel effizienter.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist effizienter als die herkömmlichen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren in den verschiedenen betrachteten Anwendungsbereichen, bei denen es sich insbesondere um Folgende handelt:
Bei den Nanothermiten mit Kern und Schale ermöglicht die Erfindung die Herstellung derartiger Nanothermiten, die sehr reaktiv und wenig empfindlich sind und kontinuierlich und in großer Menge hergestellt werden. Durch die Bildung einer Oxid-Abscheidung am Umfang, die beispielsweise das Aluminium umgibt, werden die Reibungsempfindlichkeit und die statische Elektrizität im Vergleich zu Materialien, die mit anderen Verfahren hergestellt werden, etwa die physikalische Mischung von zwei Komponenten, erheblich reduziert. Darüber hinaus beinhalten Batch-Verfahren zur Umhüllung des Aluminiums durch Oxide stets nicht vernachlässigbare Mengen an Material, die auch eine Gefahr bei einer versehentlichen Verbrennung der Wärme und insbesondere bei Verfahren darstellen, die eine Thermolyse benötigen, um das Oxid um das Aluminium herum zu synthetisieren. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass im Gegensatz zu einem diskontinuierlichen Verfahren, bei dem die gesamte Probe bearbeitet wird, zu jeder Zeit nur eine geringe Materialmenge verarbeitet wird.
Die Partikel, die Nanothermite und (nanometrische) Sprengstoffe enthalten, die erfindungsgemäß kontinuierlich hergestellt werden, ermöglichen eine Auslösung der sekundären Sprengstoffe und können als Ersatzprodukte für die empfindlichen primären Sprengstoffe verwendet werden, die chemische Elemente enthalten, die aufgrund geltender Umweltbestimmungen, z.B. REACH, verboten sind.
Die Erfindung ist auch insbesondere auf dem Gebiet der Herstellung von Halbleitern mit Bandlücke geeignet, die dazu geeignet und angepasst ist, die Leistung der fotokatalytischen Systeme oder Fotoumwandlungssysteme zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht beispielsweise die Bildung von Verbundstrukturen in Form von Partikeln mit Kern und Schale, die einen Kern aus Eisenoxid oder einem anderen Oxid und mindestens eine Schale oder eine Umfangsschicht oder eine Oberflächenschicht auf Titandioxidbasis aufweisen.
Im medizinischen Bereich ermöglicht die Erfindung die Erhöhung der Nachverfolgbarkeit für die Diagnostik, insbesondere in der Radiologie und im Allgemeinen in der medizinischen Bildgebung.
Im pharmazeutischen Bereich ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Materialien, die eine verbesserte Biokompatibilität haben, und beispielsweise die Umhüllung von toxischen Substanzen oder von Substanzen, deren Toxizität mit einer Schale oder einer biokompatiblen Oberflächenschicht verringert werden soll. Die vorliegende Erfindung ist somit besonders vorteilhaft bei der Chemotherapie, um die Toxizität der verwendeten Verbindungen zu begrenzen.
Die Erfindung ermöglicht auch die Bereitstellung einer Wiederverwendung der angewandten Flüssigkeiten.
In den Figuren zeigen:

1 ein Schema der Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Partikel.
2 Kern-Schale-Partikel, bei denen der Kern aus Nanoaluminium und die Schale aus Eisenoxid (Fe₂O₃) besteht und die mittels hochauflösender TEM betrachtet werden.
3 ein Röntgenstrahle-Diffraktogramm (XRD - X-ray diffraction - Röntgenbeugung) von Nanopartikeln mit einem Kern aus Nanoaluminium und einer RDX-Schale, mit 2theta (2θ) als Abszisse und die XRD-Intensität als Ordinate.
4 schematisch eine Nanopartikelstruktur gemäß 3.

Die verschiedenen Aspekte der Erfindung werden durch die nachfolgenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1: Herstellung von Nanopartikeln
Erfindungsgemäße Nanopartikel wurden ausgehend von Nanoaluminium (Kern oder Inneres) und Eisenoxid (Schicht oder Schale) hergestellt. Diese Nanopartikel sind in 2 gezeigt.
Die Nanopartikel aus Nanoaluminium werden in einer Flüssigkeit verteilt, die auch aufgelöstes Eisenoxid enthält. Das Fluid wird ständig gerührt.
Die Nanopartikel wurden kontinuierlich mit einer in der internationalen Patentanmeldung WO-2013/117671 beschriebenen Vorrichtung gemäß einem Verfahren zur schnellen Verdampfung eines Fluids hergestellt, das die zu zerstäubenden Verbindungen umfasst und überhitzt und komprimiert wird. Während des Verfahrens wird das Fluid zum Zeitpunkt der Zerstäubung mit einer Düse mit Hohlkegel einem sehr starken Druckabfall ausgesetzt.

Die zu zerstäubenden Verbindungen werden in einer Flüssigkeit aufgelöst oder verteilt, deren Siedepunkt unter 60 °C liegt. Die eingesetzten Verbindungen und Flüssigkeiten sowie die Reaktionsparameter sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1: Aluminium/Eisenoxid

Ausgangsprodukt	Verwendete Menge (Gramm)	Kommentar(e)
Aceton (Grad HPLC)	500	Die Produkte werden vermischt und vor ihrer Zerstäubung Ultraschall ausgesetzt
Passiviertes Aluminiumpulver	0,7
Eisenacetylacetonat (Lösung 0,5g Eisenacetylacetonat in 100ml Aceton	28,5

Das Fluid wird komprimiert (40 bis 60 bar) und anschließend in einer Zerstäubungskammer mittels einer erwärmten Düse mit Hohlkegel verteilt.
Der Druck in der Zerstäubungskammer (5 mbar) wird mit einer Vakuumpumpe (35 m³/h) erhalten.
Beispiel 2 : Herstellung von Nanopartikeln
Erfindungsgemäße Nanopartikel wurden entsprechend Beispiel 1 ausgehend von Aluminium (Kern oder Inneres) und RDX (Schicht oder Schale) hergestellt. Diese Nanopartikel sind in 3 gezeigt.

Die Parameter des Verfahrens sind in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengefasst: Tabelle 2: Aluminium/RDX

Ausgangsprodukt	Verwendete Menge (Gramm)	Kommentar(e)
Aceton (Grad HPLC)	365	Die Produkte werden vermischt und vor ihrer Zerstäubung Ultraschall ausgesetzt
RDX	3,01
Passiviertes Aluminiumpulver	0,62

Zusammenfassend wird somit in der vorliegenden Beschreibung ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Partikeln beschrieben, bei denen mindestens eine Partikelabmessung weniger als 1000 nm beträgt, wobei das Verfahren die gleichzeitige Zerstäubung mindestens einer ersten Verbindung und mindestens einer zweiten Verbindung unter Bedingungen umfasst, unter denen die mindestens eine erste Verbindung den Kern eines mehrschichtigen Partikels bildet, bei dem mindestens eine Partikelabmessung weniger als 1000 nm beträgt, und die zweite Verbindung mindestens eine Schicht der Partikel bildet oder umgekehrt.
Die Beschreibung beschreibt auch, dass das Herstellungsverfahren im Rahmen des technisch Möglichen eine oder mehrere der nachfolgenden Merkmale umfassen kann, nämlich:

• Das Verfahren umfasst Folgendes:
1. (a) die Verteilung der ersten Verbindung in fester Form in einer Flüssigphase zur Bildung einer fluidischen Zusammensetzung und die Auflösung der zweiten Verbindung in einer Flüssigphase, die zu der fluidischen Zusammensetzung, die die erste Verbindung enthält, identisch ist oder sich von dieser unterscheidet;
2. (b) die Erwärmung der fluidischen Zusammensetzung und der Flüssigphase, die die zweite Verbindung enthält, sofern diese eine Phase bildet, die sich von der fluidischen Zusammensetzung unterscheidet, vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt;
3. (c) die Zerstäubung der fluidischen Zusammensetzung, die die erste Verbindung enthält, und der Flüssigphase, die die zweite Verbindung enthält, sofern diese eine Phase bildet, die sich von der fluidischen Zusammensetzung unterscheidet, wobei die Zerstäubung vorzugsweise in einer Zerstäubungskammer mittels einer Verteilungsvorrichtung und unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar durchgeführt wird;
4. (d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln;
5. (e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.
• Das Verfahren umfasst Folgendes:
1. (a) die Verteilung der festen ersten Verbindung in einer ersten Flüssigkeit zur Bildung einer ersten fluidischen Zusammensetzung, wobei sich die erste Zusammensetzung in einem Behälter befindet, und die Auflösung der zweiten Verbindung in einer zweiten Flüssigkeit, die sich von der Flüssigkeit der ersten Zusammensetzung unterscheidet, wobei die zweite Flüssigkeit, die die zweite Verbindung enthält, eine zweite fluidische Zusammensetzung bildet, die sich in einem zweiten Behälter befindet,
2. (b) die Erwärmung der ersten Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt, und die Erwärmung der zweiten Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt; und
3. (c) die gleichzeitige Zerstäubung der ersten und zweiten erwärmten Zusammensetzung vorzugsweise unter Druck in einer Zerstäubungskammer mittels mindestens einer Verteilungsvorrichtung und vorzugsweise unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar;
4. (d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln;
5. (e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.
• Das Verfahren umfasst Folgendes:
1. (a) die Herstellung mindestens einer fluidischen Zusammensetzung, die Folgendes umfasst
  - ■ mindestens eine Flüssigkeit,
  - ■ mindestens eine erste organische oder mineralische feste Verbindung, die in der Flüssigkeit verteilt ist,
  - ■ mindestens eine zweite organische oder mineralische Verbindung, die in der Flüssigkeit aufgelöst ist,
  wobei sich die Zusammensetzung in einem Behälter befindet;
2. (b) die Erwärmung der Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt;
3. (c) die Zerstäubung der Zusammensetzung in einer Zerstäubungskammer mittels mindestens einer Verteilungsvorrichtung und vorzugsweise unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar;
4. (d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln;
5. (e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.
• Die mehrschichtigen Partikel haben mindestens eine Abmessung von weniger als 100 nm, die vorzugsweise weniger als 5 bis 100 nm, weiter vorzugsweise weniger als 10 bis 30 nm beträgt.
• Die mehrschichtigen Partikel haben mindestens eine Abmessung von weniger als 100 nm, die vorzugsweise 5 bis 100 nm, weiter vorzugsweise 10 bis 30 nm beträgt.
• Das Verfahren umfasst die Endrückgewinnung der mehrschichtigen Partikel mittels mindestens einer Vorrichtung, die aus einem Filter, einem elektrostatischen Abscheider, einem Fliehkraftabscheider, einem Fliehkraftabscheider mit einer elektrostatischen Vorrichtung ausgewählt ist.
• Bei dem Verfahren es sich um ein kontinuierliches oder halbkontinuierliches Verfahren.
• Der Siedepunkt der Flüssigphase(n) beträgt jeweils weniger als 80°C, vorzugsweise weniger als 60°C.
• die Erwärmung der Zusammensetzung(en) erfolgt jeweils unter einem Druck von 5 bis 150 bar, vorzugsweise von 10 bis 60 bar.
• Die Erwärmung der Zusammensetzung(en) erfolgt jeweils unter Druck durch ein Schutzgas, das aus Stickstoff, Argon, Helium, Neon, Xenon ausgewählt ist.
• die Zerstäubung der Zusammensetzung(en) erfolgt jeweils
- ■ unter einen Druck von 0,001 bis 2 bar, vorzugsweise von 0,02 bis 0,2 bar; oder
- ■ unter einem Winkel von 60 bis 80°.
• Die Verbindungen sind aus den energetischen Verbindungen, den pharmazeutischen Verbindungen, den phytopharmazeutischen Verbindungen, den färbenden Verbindungen, den Pigmenten, den Tinten, den Lacken, den Metallen, den Metalloxiden, den fluoreszierenden Verbindungen, den Halbleiterverbindungen, den optischen Verbindungen, den optoelektronischen Verbindungen ausgewählt.
• Die Flüssigphase besteht aus einer oder mehreren Flüssigkeiten, die jeweils aus den Alkanen, zum Beispiel Pentan (Sdp. = 36°C) oder Hexan (Sdp. = 68°C), den Alkoholen, zum Beispiel Methanol (Sdp. = 65°C) oder Ethanol (Sdp. = 78-79°C), den Thiolen, beispielsweise Ethanthiol (Sdp. = 35°C); den Aldehyden, beispielsweise Ethanal (Sdp. = 20°C) oder Propionaldehyd (Sdp. = 48°C); den Ketonen, beispielsweise Aceton (Sdp. = 56°C); den Ethern, beispielsweise Methyl-tert-butylether (Sdp. = 55°C) oder Tetrahydrofuran (Sdp. = 66°C); den Säureestern, insbesondere den Ameisensäureestern, beispielsweise Methylformiat (Sdp. = 32°C), den Essigsäureestern, beispielsweise Methylacetat (Sdp. = 57-58°C); den Aminen, beispielsweise Trimethylamin (Sdp. = 2-3°C) ausgewählt sind.

In der Beschreibung sind auch Partikel beschrieben, die mit einem wie oben beschriebenen Verfahren erhalten werden können, wobei die Partikel einen Kern und eine Schale umfassen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform haben die Partikel mindestens eine Abmessung, die weniger als 1000 nm beträgt, wobei die größte Abmessung weniger als 1000 nm beträgt, und sie weisen einen Kern, der Aluminium umfasst oder daraus besteht, und eine Schale auf, die mindestens ein Oxid mindestens eines metallischen Elements umfasst oder daraus besteht.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform haben die Partikel mindestens eine Abmessung, die weniger als 1000 nm beträgt, wobei die größte Abmessung weniger als 1000 nm beträgt, und sie weisen einen Kern, der Aluminium umfasst oder daraus besteht, und eine Schale auf, die eine explosive Verbindung umfasst oder daraus besteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013/117671 [0112]

Claims

Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Partikeln, bei der mindestens eine Partikelabmessung weniger als 1000 nm beträgt, wobei das Verfahren die gleichzeitige Zerstäubung mindestens einer ersten Verbindung und mindestens einer zweiten Verbindung unter Bedingungen umfasst, unter denen die mindestens eine erste Verbindung den Kern eines mehrschichtigen Partikels bildet, bei dem mindestens eine Partikelabmessung weniger als 1000 nm beträgt, und die zweite Verbindung mindestens eine Schicht des Partikels bildet, oder umgekehrt.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Folgendes umfasst: (a) die Verteilung der ersten Verbindung in fester Form in einer Flüssigphase zur Bildung einer fluidischen Zusammensetzung, und die Auflösung der zweiten Verbindung in einer Flüssigphase, die zu der fluidischen Zusammensetzung, die die erste Verbindung enthält, identisch ist oder sich von dieser unterscheidet; (b) die Erwärmung der fluidischen Zusammensetzung und der Flüssigphase, die die zweite Verbindung enthält, sofern diese eine Phase bildet, die sich von der fluidischen Zusammensetzung unterscheidet, vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt; (c) die Zerstäubung der fluidischen Zusammensetzung, die die erste Verbindung enthält, und der Flüssigphase, die die zweite Verbindung enthält, sofern diese eine Phase bildet, die sich von der fluidischen Zusammensetzung unterscheidet, wobei die Zerstäubung vorzugsweise in einer Zerstäubungskammer mittels einer Verteilungsvorrichtung und unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar durchgeführt wird; (d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln; (e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Folgendes umfasst: (a) die Verteilung der festen ersten Verbindung in einer ersten Flüssigkeit zur Bildung einer ersten fluidischen Zusammensetzung, wobei sich die erste Zusammensetzung in einem ersten Behälter befindet, und die Auflösung der zweiten Verbindung in einer zweiten Flüssigkeit, die sich von der Flüssigkeit der ersten Zusammensetzung unterscheidet, wobei die zweite Flüssigkeit, die die zweite Verbindung enthält, eine zweite fluidische Zusammensetzung bildet, die sich in einem zweiten Behälter befindet, (b) die Erwärmung der ersten Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt, und die Erwärmung der zweiten Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt; und (c) die gleichzeitige Zerstäubung der ersten und zweiten erwärmten Zusammensetzung vorzugsweise unter Druck in einer Zerstäubungskammer mittels mindestens einer Verteilungsvorrichtung und vorzugsweise unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar; (d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln; (e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Folgendes umfasst: (a) die Herstellung mindestens einer fluidischen Zusammensetzung, die Folgendes umfasst ■ mindestens eine Flüssigkeit, ■ mindestens eine erste organische oder mineralische feste Verbindung, die in der Flüssigkeit verteilt ist, ■ mindestens eine zweite organische oder mineralische Verbindung, die in der Flüssigkeit aufgelöst ist, wobei sich die Zusammensetzung in einem Behälter befindet; (b) die Erwärmung der Zusammensetzung vorzugsweise unter einem Druck von 3 bis 300 bar und bei einer Temperatur, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt; (c) die Zerstäubung der Zusammensetzung in einer Zerstäubungskammer mittels mindestens einer Verteilungsvorrichtung und vorzugsweise unter einem Winkel von 30 bis 150° und unter einem Druck von 0,0001 bis 2 bar; (d) die Darstellung der mehrschichtigen Partikeln; (e) die Trennung der Flüssigphase(n) in Gasform.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die mehrschichtigen Partikeln mindestens eine Abmessung von weniger als 100 nm haben, die vorzugsweise 5 bis 100 nm, weiter vorzugsweise 10 bis 30 nm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dass die Endrückgewinnung der mehrschichtigen Partikeln mittels mindestens einer Vorrichtung umfasst, die aus einem Filter, einem elektrostatischen Abscheider, einem Fliehkraftabscheider, einem Fliehkraftabscheider mit einer elektrostatischen Vorrichtung ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei es sich um ein kontinuierliches oder halbkontinuierliches Verfahren handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ■ der Siedepunkt der Flüssigphase(n) jeweils weniger als 80°C, vorzugsweise weniger als 60°C beträgt; oder ■ die Erwärmung der Zusammensetzung(en) jeweils unter einem Druck von 5 bis 150 bar, vorzugsweise von 10 bis 60 bar erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Erwärmung der Zusammensetzung(en) jeweils unter Druck durch ein Schutzgas erfolgt, das aus Stickstoff, Argon, Helium, Neon, Xenon ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Zerstäubung der Zusammensetzung(en) jeweils ■ unter einen Druck von 0,001 bis 2 bar, vorzugsweise von 0,02 bis 0,2 bar; oder ■ unter einem Winkel von 60 bis 80° erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Verbindungen aus den energetischen Verbindungen, den pharmazeutischen Verbindungen, den phytopharmazeutischen Verbindungen, den färbenden Verbindungen, den Pigmenten, den Tinten, den Lacken, den Metallen, den Metalloxiden, den fluoreszierenden Verbindungen, den Halbleiterverbindungen, den optischen Verbindungen, den optoelektronischen Verbindungen ausgewählt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Flüssigphase aus einer oder mehreren Flüssigkeiten besteht, die jeweils aus den Alkanen, zum Beispiel Pentan (Sdp. = 36°C) oder Hexan (Sdp. = 68°C), den Alkoholen, zum Beispiel Methanol (Sdp. = 65°C) oder Ethanol (Sdp. = 78-79°C), den Thiolen, beispielsweise Ethanthiol (Sdp. = 35°C); den Aldehyden, beispielsweise Ethanal (Sdp. = 20°C) oder Propionaldehyd (Sdp. = 48°C); den Ketonen, beispielsweise Aceton (Sdp. = 56°C); den Ethern, beispielsweise Methyl-tert-butylether (Sdp. = 55°C) oder Tetrahydrofuran (Sdp. = 66°C); den Säureestern, insbesondere den Ameisensäureestern, beispielsweise Methylformiat (Sdp. = 32°C), den Essigsäureestern, beispielsweise Methylacetat (Sdp. = 57-58°C); den Aminen, beispielsweise Trimethylamin (Sdp. = 2-3°C) ausgewählt sind.
Partikel, die mit einem in einem der Ansprüche 1 bis 12 beschriebenen Verfahren erhalten werden können, wobei die Partikel einen Kern und eine Schale umfassen.
Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Abmessung haben, die weniger als 1000 nm beträgt, wobei die größte Abmessung vorzugsweise weniger als 1000 nm beträgt, und sie einen Kern, der Aluminium umfasst oder daraus besteht, und eine Schale aufweisen, die mindestens ein Oxid mindestens eines metallischen Elements umfasst oder daraus besteht.
Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Abmessung haben, die weniger als 1000 nm beträgt, wobei die größte Abmessung vorzugsweise weniger als 1000 nm beträgt, und sie einen Kern, der Aluminium umfasst oder daraus besteht, und eine Schale aufweisen, die eine explosive Verbindung umfasst oder daraus besteht.