Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Chemiker "backen" molekulare Baumkuchen: Neuartige Herstellung von MOFs

14.01.2008
Alternative Herstellungsmethoden für MOFs: Geschichtet, nicht gerührt
Metallorganische Koordiationspolymere mit neuen Eigenschaften

Poröse Materialien werden in der Chemie heiß gehandelt: Ihr Anwendungsspektrum reicht von der saugkräftigen Babywindel bis hin zum leistungsstarken Katalysator oder zum effizienten Tank für Gase und Flüssigkeiten. Weltweit tüfteln Forscher an der Herstellung dieser Substanzen, sog. MOFs (für engl.: Metal-Organic Frameworks), die aus mehreren Komponenten zusammengesetzt werden.

Im Rahmen einer Zusammenarbeit haben jetzt Bochumer Chemiker (Prof. Dr. Christof Wöll und Prof. Dr. Roland A. Fischer, Fakultät für Chemie und Biochemie der RUB) eine neue Methode entwickelt, MOFs herzustellen: Anstatt die Komponenten einfach zu mischen und dann reagieren zu lassen, tragen sie sie schichtweise auf eine Oberfläche auf und können so ganz neue und viel komplexere MOFs erzeugen. "Man kann sich das so vorstellen wie das Backen eines Baumkuchens", verdeutlicht Prof. Wöll.

"Der Teig wird nicht wie üblich erst gerührt und dann gebacken, sondern lagenweise aufgetragen - so wird die Kombination unzähliger verschiedener Teigsorten in einem Kuchen möglich." Über die Ergebnisse berichten die Forscher in der renommierten Zeitschrift "Journal of the American Chemical Society".
... mehr zu:
»MOF »Molekül

Von der Windel bis zum Brennstoffzellenauto

Einen MOF kann man sich vorstellen wie ein winziges Regalsystem, bei dem Bretter und Streben aus speziellen Molekülen bestehen. In die einzelnen Fächer lassen sich Stoffe einlagern, zum Beispiel Gasmoleküle. Interessanterweise passen in den MOF-gefüllten Tank mehr Moleküle als in den leeren Tank: In den Regalfächern werden die Moleküle an die Bretter gebunden und rücken dadurch dichter aneinander heran. Das macht die MOFs zum Beispiel interessant für die Entwicklung wasserstoffbetriebener Brennstoffzellen-Autos. In die einzelnen Regalfächer können aber auch Metall-Nanocluster eingebettet werden: So wird dann aus einer MOF-beschichteten Oberfläche ein Sensor.

Eintauchen in verschiedene Lösungen

Normalerweise werden die MOF-Substanzen durch einfaches Mischen von zwei Ausgangssubstanzen und anschließende Behandlung mit höheren Temperaturen hergestellt - so ähnlich wie beim Kuchenbacken. Im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen der Physikalischen und der Anorganischen Chemie entstand die Idee, ein neues Syntheseverfahren zu erproben. Dabei werden die Ausgangssubstanzen nicht gemischt, sondern ein Trägermaterial wird jeweils nacheinander in verschiedene Lösungen einzelner Substanzen eingetaucht. Das (ggf. automatisierte) Wiederholen dieser Schritte ermöglicht die Herstellung sehr homogener Schichten in einem Lage-für-Lage-Verfahren - der Herstellung eines Baumkuchens vergleichbar. Überraschend für die Forscher war, dass die strukturelle Qualität dieser Schichten sehr hoch ist. In einigen Fällen wird sogar die strukturelle Qualität der mit dem klassischen Verfahren erzielten Ergebnisse noch übertroffen. "Noch wichtiger ist allerdings, dass uns das Verfahren die Herstellung ganz neuartiger MOFs ermöglicht", so Prof. Fischer. Mehr Komponenten und eine gezielte Anordnung der einzelnen Schichten rücken in den Bereich des Möglichen. Bis zu 100 Schichten können die Bochumer Chemiker heute übereinander auftragen. Die gesamte Schichtstärke beträgt dann ca. 100 nm, genug für die Beschichtung von Sensor-Oberflächen.

Titelaufnahme

O. Shekhah, H. Wang, S. Kowarik, F. Schreiber, M. Paulus, M. Tolan, Ch. Sternemann, F. Evers, D. Zacher, R. A. Fischer, and Ch. Wöll: Step-by-Step Route for the Synthesis of Metal-Organic Frameworks. In: J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15118-15119

Weitere Informationen

Prof. Dr. Christof Wöll, Lehrstuhl für Physikalische Chemie I der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel: 0234/32-25529, Fax: 0234/32-14182, E-Mail: woell@pc.ruhr-uni-bochum.de, Internet: http://www.pc.rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.pc.rub.de

Weitere Berichte zu: MOF Molekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Evolution des Immunsystems auf der Spur
08.12.2016 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Bakterien aus dem Blut «ziehen»
07.12.2016 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heimcomputer entdecken rekordverdächtiges Pulsar-Neutronenstern-System

08.12.2016 | Physik Astronomie

Siliziumsolarzelle des ISFH erzielt 25% Wirkungsgrad mit passivierenden POLO Kontakten

08.12.2016 | Energie und Elektrotechnik

Oberleitungs-LKW: Option für einen umweltverträglichen Güterverkehr?

08.12.2016 | Verkehr Logistik