Start des DFG-AiF-Clusters "MPAC-2"

In Phase 1 des Projekts wurden die entwickelten Mehrparametermessmethoden erfolgreich unter Laborbedingungen mit homogenen Prüfaerosolen validiert. Allerdings bestehen industrielle Produkte häufig aus heterogenen Aerosolen, d.h. die Partikel unterscheiden sich in Form, Größe, Material und Aggregatzustand.
Das auf dem Vorprojekt nun aufbauende drei-jährige Clusterprojekt "MPAC-2"  untersucht die schrittweise Anpassung der Messmethoden an praxisrelevante Produkte durch die Prüfung mit heterogenen Aerosolen und die anschließende Charakterisierung realer Produkte unter Praxisbedingungen.

Die TU Dresden ist an zwei Teilprojekten beteiligt:

Generierung, Probenahme und Validierung von heterogenen Prüfaerosolen und Produktaerosolen für Mehrparametermessmethoden
Der Lösungsweg besteht zum einen in der Entwicklung eines Aerosolgenerators für heterogene Mischaerosole, welcher die Einstellung definierter Anteile von Partikeln bestimmter Form und Größe ausgewählter Materialien erlaubt und zum anderen in der Entwicklung eines Systems zur thermodynamischen Aufbereitung einer Aerosolprobe. Dieses ermöglicht die Validierung der heterogenen Aerosole und der realen Produktaerosole mittels Aerosolmesstechnik und der in Teilprojekt 7 entwickelten Probenahmesonde.
Die Ergebnisse des Projekts sind ein Generator für heterogene Prüfaerosole zur schrittweisen Anpassung der Mehrparametermessmethoden an praxisrelevante Bedingungen im Produkt und ein System zur Konditionierung eines industriellen Produktaerosols (Verdünnung, Kühlung, Probenteilung). Beide Ergebnisse bilden die Voraussetzung für die anschließenden Messungen an realen Produkten, die zusätzlich mit der verfügbaren Referenz-Aerosolmesstechnik charakterisiert werden.

Berechnung von Partikelform- und Partikelstrukturparametern aus Messdaten kombinierter Online-Messtechniken
Gegenstand des Forschungsprojektes ist der Zusammenhang zwischen den morphologischen Eigenschaften nicht-kugeliger Partikel auf der einen Seite sowie deren optischen und mobilitätsbezogenen Eigenschaften auf der anderen Seite. Als technische relevante Strukturklassen werden Agglomerate aus kugeligen Partikeln (fraktal oder kompakt), stäbchenförmige Partikel und deren Agglomerate, sowie Partikel mit definierten Oberflächenstrukturen (Rauigkeiten) angesehen. Der avisierte Größenbereich reicht von wenigen Nanometern bis in den unteren Mikrometerbereich (Agglomeratgröße und Länge der Einzelstäbchen).
Für diese Strukturklassen werden Ansätze zur Berechnung von optischen und mobilitätsbezogenen Eigenschaften entwickelt bzw. aus der Literatur übernommen, um gerätespezifische Sensormodelle zu etablieren. Diese Berechnungsansätze sollen so einfach wie möglich und so genau wie nötig sein. Möglichkeiten der Vereinfachung bestehen zum Beispiel in Hinblick auf die Rekonstruktion der realen Partikelgestalt. Die Sensormodelle selbst sollen in Form funktionaler Beziehungen oder als Ergebnisdatenbanken hinterlegt werden. Primäres Ziel aller Berechnungen ist die Rückführung kombinierter Messdaten auf aussagekräftige Morphologieparameter (z. B. fraktale Dimension, Aggregatporosität, Seitenverhältnis, Rauigkeitsgrad). Das erfordert außerdem, dass der Informationsgehalt von Messdaten bezüglich solcher Parameter für die verschiedenen messtechnischen Geräte bzw. Gerätekombinationen evaluiert wird. Eine solche Informationsanalyse wird methodenspezifische Anwendungsgrenzen offenbaren und ermöglicht letztlich eine modellgestützten Auswahl der Messtechnik.