Unser Forschungsgebiet

Nanopartikel, insbesondere kolloidale, besitzen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Dennoch gibt es bisher kein einheitliches Bild über die Mechanismen, nach denen Nanopartikel wachsen. Noch weniger ist es bis jetzt möglich Zusammenhänge zwischen Syntheseparametern und finaler Partikelgrößenverteilung herzustellen. Daher ist der allgemeine Ansatz für die Entwicklung entsprechender Synthesestrategien oft ein simples Austesten verschiedener Kombinationen von Reaktionsparametern nach dem „Trial-and-Error“-Prinzip. Ein tiefes Verständnis des Partikelwachstums ermöglicht es hingegen zielorientiert Nanopartikel synthetisieren zu können - sozusagen „on demand“.

Daher ist das Hauptanliegen unserer Gruppe allgemeingültige Prinzipien für das Wachstum von Nanopartikeln zusammenzufassen und Modelle zu entwickeln.

Geeignete experimentelle Methoden zur zeitaufgelösten in-situ Partikelcharakterisierung sind die Grundvorsetzung für mechanistische Untersuchungen. Wir entwickeln und optimieren daher verschiedene Setups, mit welchen Informationen über Partikelgrößenverteilung und –konzentration sowie über deren optischen Eigenschaften gewonnen werden können. Mit diesen Setups untersuchen wir das Wachstum für eine Vielzahl verschiedener Systeme, vom metallischen Nanopartikel in Wasser bis hin zum Metallcluster in Glas. Aus den deduzierten Wachstumsmechanismen lassen sich sehr häufig Synthesen für maßgeschneiderte Partikel ableiten, welche z.B. für katalytische Anwendungen eingesetzt werden.

Unser Team

  • Dr. Jörg Polte

    Nachwuchsgruppenleiter

    2012 -| Humboldt-Universität zu Berlin
    2011/12| PostDoc, Technische Universität Berlin
    2011| Dissertation, Bundesanstalt für
       Materialforschung und Prüfung
    2007| Diplom in Physik,
       Technische Universität Berlin,
       Freie Universität Berlin
    2003/04| University of Copenhagen

    +49 (0) 30 2093-7121

    joerg.polte[at]chemie.hu-berlin.de


  • Frieder Kettemann

    Doktorand

    2013| Diplom in Chemie,
       Humboldt-Universität zu Berlin
    2009/10| Chinese University of Hong Kong

    +49 (0) 30 2093-7121

    frieder.kettemann[at]chemie.hu-berlin.de

  • Steffen Witte

    Doktorand

    2014| Diplom in Chemie,
       Humboldt-Universität zu Berlin
    2010/11| University of Glasgow

    +49 (0) 30 2093-7121

    steffen.witte[at]chemie.hu-berlin.de

  • Alexander Birnbaum

    Doktorand

    2016| M.Sc., Humboldt-Universität zu Berlin
    2013| B.Sc., Humboldt-Universität zu Berlin
    2014| Chinese University of Hong Kong

    +49 (0) 30 2093-7121

    alexander.birnbaum[at]chemie.hu-berlin.de

      

Publikationen

2016


Nafion-Free Carbon-Supported Electrocatalysts with Superior Hydrogen Evolution Reaction Performance by Soft Templating

D. Bernsmeier, M. Bernicke, E. Ortel, A. Bergmann, A. Lippitz, J. Nissen, R. Schmack, P. Strasser, J. Polte and R. Kraehnert

ChemElectroChem, accepted.

Yolk@Shell Nanoarchitectures with Bimetallic Nanocores–Synthesis and Electrocatalytic Applications

A. Guiet, T. Unmüssig, C. Göbel, U. Vainio, M. Wollgarten, M. Driess, H. Schlaad, J. Polte and A. Fischer

ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8 (41), pp. 28019–28029.

The missing piece of the mechanism of the Turkevich method: The critical role of citrate protonation

F. Kettemann, A. Birnbaum, S. Witte, M. Wuithschick, N. Pinna, R. Kraehnert, K. Rademann and J. Polte

Chem. Mater. 2016, 28 (11), pp. 4072–4081.

2015


Hydrophobic Nanoreactor Templating: A Supramolecular Approach to Yolk@Shell Materials

A. Guiet, C. Göbel, K. Klingan, M. Lublow, T. Reier, U. Vainio, R. Kraehnert, H. Schlaad, P. Strasser, I. Zaharieva, H. Dau, M. Driess, J. Polte and A. Fischer

Adv. Funct. Mater. 2015, 25 (39), pp. 6228–6240.

Fundamental growth principles of colloidal metal nanoparticles – a new perspective

J. Polte

CrystEngComm 2015, 17, pp. 6809-6830.

Turkevich in New Robes: Key Questions Answered for the Most Common Gold Nanoparticle Synthesis

M. Wuithschick, A. Birnbaum, S. Witte, M. Sztucki, U. Vainio, N. Pinna, K. Rademann, F. Emmerling, R. Kraehnert and J. Polte

ACS Nano 2015, 9 (7), pp. 7052–7071.

Illustrating the formation of metal nanoparticles with a growth concept based on colloidal stability

M. Wuithschick, S. Witte, F. Kettemann, K. Rademann and J. Polte

Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, pp. 19895-19900.

Pd/TiO2 coatings with template-controlled mesopore structure as highly active hydrogenation catalyst

E. Ortel, J. Polte, D. Bernsmeier, B. Eckhardt, B. Paul, A. Bergmann, P. Strasser, F. Emmerling and R. Kraehnert

Appl. Catal., A 2015, 493, pp. 25-32.

Reliable palladium nanoparticle syntheses in aqueous solution: the importance of understanding precursor chemistry and growth mechanism

F. Kettemann, M. Wuithschick, G. Caputo, R. Kraehnert, N. Pinna, K. Rademann and J. Polte

CrystEngComm 2015, 17, pp. 1865-1870.

2014


Antireflective Coatings with Adjustable Refractive Index and Porosity Synthesized by Micelle-Templated Deposition of MgF2 Sol Particles

D. Bernsmeier, J. Polte, E. Ortel, T. Krahl, E. Kemnitz and R. Kraehnert

ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6 (22), pp. 19559–19565.

In-Situ Determination of Colloidal Gold Concentrations with UV-Vis Spectroscopy: Limitations and perspectives

T. Hendel, M. Wuithschick, F. Kettemann, A. Birnbaum, K. Rademann and J. Polte

Anal. Chem. 2014, 86 (22), pp. 11115–11124.

Versatile control over size and spacing of small mesopores in metal oxide films and catalytic coatings via templating with hyperbranched core–multishell polymers

D. Bernsmeier, E. Ortel, J. Polte, B. Eckhardt, S. Nowag, R. Haag and R. Kraehnert

J. Mater. Chem. A 2014, 2, pp. 13075-13082.

2013


Micelle-Templated Oxides and Carbonates of Zinc, Cobalt, and Aluminum and a Generalized Strategy for Their Synthesis

B. Eckhardt, E. Ortel, D. Bernsmeier, J. Polte, P. Strasser, U. Vainio, F. Emmerling and R. Kraehnert

Chem. Mater. 2013, 25 (14), pp. 2749-2758.

A One-Pot Approach to Mesoporous Metal Oxide Ultrathin Film Electrodes Bearing One Metal Nanoparticle per Pore with Enhanced Electrocatalytic Properties

A. Guiet, T. Reier, N. Heidary, D. Felkel, B. Johnson, U. Vainio, H. Schlaad, Y. Aksu, M. Driess, P. Strasser, A. Thomas, J. Polte and A. Fischer

Chem. Mater. 2013, 25 (23), pp. 4645-4652.

Size-Controlled Synthesis of Colloidal Silver Nanoparticles Based on Mechanistic Understanding

M. Wuithschick, B. Paul, R. Bienert, A. Sarfraz, U. Vainio, M. Sztucki, R. Kraehnert, P. Strasser, K. Rademann, F. Emmerling and J. Polte

Chem. Mater. 2013, 25 (23), pp. 4679-4689.

2012


New Triblock Copolymer Templates, PEO-PB-PEO, for the Synthesis of Titania Films with Controlled Mesopore Size, Wall Thickness, and Bimodal Porosity

E. Ortel, A. Fischer, L. Chuenchom, J. Polte, F. Emmerling, S. Smarsly and R. Kraehnert

Small 2012 8 (2), pp. 298-309.

Formation Mechanism of Colloidal Silver Nanoparticles: Analogies and Differences to the Growth of Gold Nanoparticles

J. Polte, X. Tuaev, M. Wuithschick, A. Fischer, A. Thuenemann, K. Rademann, R. Kraehnert and F. Emmerling

ACS Nano 2012 6 (7), pp. 5791-5802.

Supported Mesoporous and Hierarchical Porous Pd/TiO2 Catalytic Coatings with Controlled Particle Size and Pore Structure

E. Ortel, S. Sokolov, C. Zielke, I. Lauermann, S. Selve, K. Weh, B. Paul, J. Polte and R. Kraehnert

Chem. Mater. 2012, 24 (20), pp. 3828-3838.

Formation Mechanism of Silver Nanoparticles Stabilized in Glassy Matrices

A. Simo, J. Polte, N. Pfander, U. Vainio, F. Emmerling and K. Rademann

J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (45), pp. 18824-18833.

Micelle-Templated Mesoporous Films of Magnesium Carbonate and Magnesium Oxide

B. Eckhardt, E. Ortel, J. Polte, D. Bernsmeier, O. Gorke, P. Strasser and R. Kraehnert

Adv. Mat. 2012, 24 (23), pp. 3115-3119.

2011


SERS enhancement of gold nanospheres of defined size

V. Joseph, A. Matschulat, J. Polte, S. Rolf, F. Emmerling and J. Kneipp

J. Raman Spectrosc. 2011, 42 (9), pp. 1736-1742.

2010


SAXS in combination with a free liquid jet for improved time-resolved in situ studies of the nucleation and growth of nanoparticles

J. Polte, R. Erler, A.F. Thuenemann, F. Emmerling and R. Kraehnert

Chem. Commun. 2010, 46 (48), pp. 9209-9211.

Mechanistic insights into seeded growth processes of gold nanoparticles

J. Polte, M. Herder, R. Erler, S. Rolf, A. Fischer, C. Wuerth, A. Thuenemann, K. Kraehnert and F. Emmerling

Nanoscale 2010, 2 (11), pp. 2463-2469.

New insights of the nucleation and growth process of gold nanoparticles via in situ coupling of SAXS and XANES

J. Polte, R. Kraehnert, M. Radtke, U. Reinholz, H. Riesemeier, A. Thunemann and F. Emmerling

J. Phys.: Conf. Ser. 2010, 247, pp. 012051.

Nucleation and Growth of Gold Nanoparticles Studied via in situ Small Angle X-ray Scattering at Millisecond Time Resolution

J. Polte, R. Erler, A. Thuenemann, S. Sokolov, T. Ahner, K. Rademann, F. Emmerling and R. Kraehnert

ACS Nano 2010, 4 (2), pp. 1076-1082.

Mechanism of Gold Nanoparticle Formation in the Classical Citrate Synthesis Method Derived from Coupled In Situ XANES and SAXS Evaluation

J. Polte, T. Ahner, F. Delissen, S. Sokolov, F. Emmerling, A. Thuenemann and R. Kraehnert

J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (4), pp. 1296-1301.

Real-Time Monitoring of Copolymer Stabilized Growing Gold Nanoparticles

J. Polte, F. Emmerling, M. Radtke, U. Reinholz, H. Riesemeier and A. Thuenemann

Langmuir 2010, 26 (8), pp. 5889-5894.

2008


Superparamagnetic Maghemite Nanorods: Analysis by Coupling Field-Flow Fractionation and Small-Angle X-ray Scattering

A.F. Thuenemann, J. Kegel, J. Polte, and F. Emmerling

Anal. Chem 2008, 80 (15), pp. 5905-5911.

Wet-​chemical passivation of atomically flat and structured silicon substrates for solar cell application

H. Angermann, J. Rappich, L. Korte, I. Sieber, E. Conrad, M. Schmidt, K. Huebener, J. Polte and J. Hauschild

Appl. Surf. Sci. 2008, 254 (12), pp. 3615-3625.

Kontakt

Humboldt Universität zu Berlin, Institut für Chemie, Brook-Taylor Str. 2, 12489 Berlin

+49 (0) 30 2093-7121 | +49 (0) 30 2093-5559 (FAX)

joerg.polte[at]chemie.hu-berlin.de

Impressum

Inhalte und Abbildungen dieser Website sind Eigentum der Arbeitsgruppe Polte. Eine Verwendung und Verteilung dieser Inhalte und Abbildungen erfordert ein schriftliches Einverständnis der Arbeitsgruppe Polte. Für Inhalte verlinkter Webseiten übernimmt die Arbeitsgruppe Polte keinerlei Haftung.