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 In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie