Der Centrifugal Differential Mobility Analyzer

Das Interesse an komplex geformten Nanopartikeln wächst stetig. Für eine zuverlässige Prozessvorhersage und -optimierung ist eine detaillierte Charakterisierung erforderlich, die über die Bestimmung einer Äquivalentgröße hinausgeht. Klassische Methoden wie Tandem Setups oder SEM/TEM-Bildgebung sind jedoch häufig durch hohen Zeit- und Kostenaufwand sowie begrenzte statistische Aussagekraft eingeschränkt. Zur Verbesserung und Vereinfachung der Charakterisierung nanoskaliger Partikel wurde der Centrifugal Differential Mobility Analyzer (CDMA) entwickelt, der die Prinzipien des Aerodynamic Aerosol Classifiers (AAC) und des Differential Mobility Analyzers (DMA) kombiniert. Damit ermöglichter die simultane Bestimmung des Mobilitäts- und Stokesäquivalentdurchmessers sowie die Erfassung zweidimensionaler Partikelgrößenverteilungen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde neben der Entwicklung eines Prototyps die zweidimensionale Transferfunktion unterverschiedenen Randbedingungen hergeleitet und diskutiert. Zudem kam der Algorithmus Projections onto Convex Sets (POCS) zum Einsatz, um das schlecht gestellte Inversionsproblem der zweidimensionalen Partikelcharakterisierung zu lösen. Der CDMA eröffnet damit einen effizienten und robusten Ansatz zur Nanopartikelanalyse und liefert zugleich Zugang zu erweiterten Kenngrößen wie effektiver Dichte und fraktaler Dimension, wodurch sich neue Einblicke in die Partikelmorphologie ergeben.