Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vom Mini-Cluster zum perfekten Nanopartikel

09.03.2005


Neuberufen am Institut für Chemie: Prof. Dr. Matthias Driess entwickelt neue Moleküle mit ungewöhnlichen Eigenschaften


Leitfähige Polysilane, molekulare Schalter und raffiniertes Clusterdesign sind die Forschungsthemen von Matthias Driess, der nun am Institut für Chemie der TU Berlin die Professur "Metallorganik und Anorganische Materialien (Nachfolge Prof. Dr. Herbert Schumann) inne hat. Driess wechselte im Dezember 2004 von der Ruhr-Universität Bochum nach Berlin.

Silizium ist ein zentrales Element der Arbeit des 43-Jährigen. Zum einen entwickelt Driess lösliche metallische Leiter aus UV-labilen Polysilanen. Sie entstehen, wenn man in die Siliziumanaloga langkettiger Kohlenwasserstoffe durch Oxidation "Elektronenlöcher" hineinschlägt. Oberflächen werden durch Eintunken damit beschichtet. Nach Auflegen einer Maske bröckeln im UV-Licht die bestrahlten Partien heraus.


Zurückbleiben feinste Strukturen, Leiterbahnen, nur 200 Nanometer breit. Leitfähige dünne Filme aus speziellen Carbosilanen, die - dotiert mit Iod - ihre Leitfähigkeit um das 10.000-fache steigern, zielen ebenso in Richtung "Datenverarbeitung der Zukunft" wie magnetische Moleküle mit einem Rückgrat aus Silizium-Phosphorbindungen.

Schaltbare Moleküle sind das zweite Stichwort. Ausgangspunkt ist die Frage, wie man ein so reaktionsträges Molekül wie Methan energiesparend in Methanol umwandeln kann. Gesucht werden Metallkomplexe, die in der Lage sind, genau eine der vier Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen im Methan zu aktivieren, und die sich über ihr Redoxpotenzial "schalten" lassen. Derzeit geht man für die großtechnische Methanolherstellung den Umweg über Kohlenmonoxid und Wasserstoff, die an einem heterogenen Katalysator zu Methanol umgewandelt werden. Driess arbeitet an einem neuen Katalysatorsystem auf Basis speziell entworfener Komplexe mit Metallen in ungewöhnlich niedriger Oxidationsstufe.

Last but not least: Nanopartikel beispielsweise aus Zinkoxid für Katalysatoren. Aus molekularen Zinkoxid-Clustern werden reaktionsfreudige Mini-Cluster herausgebrochen und sofort durch "Dekorieren" mit langkettigen organischen Liganden schachmatt gesetzt. Durch nachfolgendes Erhitzen springt das Dekor wieder ab - doch im Festkörper kann es nicht weit kommen. Die Folge: Nun wieder reaktiv, verbinden sich benachbarte Mini-Cluster zu pico-meter-, später rund zehn nanometergroßen Partikeln. Praktischerweise begrenzt das abgestreifte Dekor die Teilchengröße. "Es sitzt wie ein "Carbonpelz" auf dem Oxid und kann nachher chemisch "abrasiert" werden", erzählt Driess. Fertig ist der perfekt gestylte Katalysator.

Matthias Driess wurde im thüringischen Eisenach geboren und verließ 1981 mit seiner Familie die DDR. Mit dem Studium an der Universität Heidelberg beginnt eine Bilderbuchkarriere. In nur acht Semestern macht Driess sein Chemiediplom. Fasziniert vom Einheitsgedanken von Philosophie und Naturwissenschaften, der schon Alexander von Humboldt leitete, studiert er nebenbei Philosophie und schreibt eine Magisterarbeit zum logischen Empirismus - über die Mathematisierbarkeit von Sprache.

Gebiete, auf denen sich erst wenige Forscher tummelten, zogen Driess magisch an. 1988 synthetisierte er während der Promotion erste Bor-Phosphor-Cluster, Moleküle, die heute als Trojanisches Pferd in der Bor-Neutronen-Einfangtherapie gegen Hirntumore eingesetzt werden. Als Postdoktorand war er in der Siliziumhochburg Madison (University of Wisconsin, USA) bei Robert West an der Eroberung neuartiger Verbindungsklassen mit Silizium-Silizium-Doppelbindungen beteiligt. Seine Neugierde ist vielleicht einer der Gründe, warum Driess Stipendien und Preise regelrecht zuflogen. Drei Stipendien des Fonds der Chemischen Industrie, ein Habilitandenstipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der "Ruprecht-Karls-Preis 1990" der Universität Heidelberg sind darunter, auch der "Otto-Klung-Preis" 2000. Nach der Habilitation in Heidelberg und Lehrerfahrungen in Freiburg nahm er 1996 - erst 35-jährig - den Ruf auf eine C4-Professur in Bochum an.

Ramona Ehret | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de

Weitere Berichte zu: Katalysator Mini-Cluster Molekül Nanopartikel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie