Nanostrukturen sind in modernen Materialien und Werkstoffen allgegenwärtig. Sie bestehen aus ein bis hundert Nanometer großen Bausteinen, die sich gezielt funktionalisieren lassen und es damit erlauben, durch Selbstorganisation hochkomplexe Strukturen mit sehr flexiblen Materialeigenschaften aufzubauen. Eine detaillierte Charakterisierung von Struktur und Eigenschaften der Nanobausteine ist wichtig, um prädiktive Modelle für die gezielte Herstellung von Materialien mit besonderen Merkmalen zu entwickeln, zum Beispiel in den Bereichen druckbare Elektronik, Katalysatordesign, organische Solarzellen oder moderne Arzneimittel. Beispielsweise ließ sich aus der Struktur einfacher Nanotröpfchen des Co-Enzyms Q10 lernen, wie sich organische Nanodispersionen im Allgemeinen entwickeln. Q10 kommt in jeder Zelle des menschlichen Körpers vor und steckt beispielsweise in Nahrungsergänzungsmitteln.

Je kleiner die Nanopartikel, umso größer ihr Verhältnis von Oberfläche zu Volumen – daher kommen Nanopartikel aus Gold, Platin oder Palladium und hochporöse Materialien wie Zeolithe, Aktivkohle oder nanoporöse Metalle in der chemischen Katalyse häufig zum Einsatz [1]. Die Bioverfügbarkeit und Löslichkeit hydrophober Arzneistoffe vergrößert sich durch ihre Anwendung in nanodisperser Form signifikant [2]. Bei halbleitenden Nanopartikeln („quantum dots“) wie CdS und ZnO nimmt die Bandlücke mit abnehmender Teilchengröße zu [3]. Die Absorption von Licht hängt für metallische Nanopartikel aufgrund von Oberflächenplasmonen-Resonanzen stark von der Größe und Form ab. Flüssige Dispersionen von Gold-, Silber- oder Aluminiumpartikeln gibt es daher in allen Farben des sichtbaren Spektrums [4, 5]. (...)