Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

JUMP-1 – ein magnetisches Polymer aus Jena

28.06.2017

Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben ein magnetisches mikroporöses Koordinationspolymer entwickelt, dessen Sorptionseigenschaften sich „an-“ bzw. „abschalten“ lassen. Bei der Substanz mit dem Namen „Jena University Magnetic Polymer“ (JUMP) handelt es sich um ein regelmäßig strukturiertes dreidimensionales Gerüst, das von Nano-Poren durchzogen ist. In diese nur etwa ein Nanometer großen Hohlräume lassen sich verschiedene chemische Moleküle einlagern und so die Eigenschaften des Grundgerüstes steuern. Das neuartige Material bietet daher Potenzial für Anwendungen beispielsweise als chemischer Sensor oder Katalysatorsubstanz für chemische Synthesen.

Es sind nur wenige kleine Kristalle, die Chemiker Oluseun Akintola von der Friedrich-Schiller-Universität Jena in einem Glasgefäß ins Licht hält. Violett schimmern die Polymer-Krümel, die ansonsten wenig spektakulär aussehen. Das Besondere an ihnen, so erklärt der nigerianische Doktorand vom Lehrstuhl für Anorganische Chemie II, stecke im Detail.


Chemiker Oluseun Akintola von der Universität Jena zeigt eine Probe des "Jena University Magnetic Polymer" – kurz JUMP.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU


Chemiker Oluseun Akintola hat das "Jena University Magnetic Polymer" im Rahmen seiner Promotionsarbeit an der Uni Jena entwickelt und charakterisiert.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

„Die Kristalle verfügen über eine immense innere Oberfläche“, so der Stipendiat des Villigst Studienwerks. Ein Gramm des Materials, das auf einem Teelöffel platzfindet, weist eine Porenfläche von gut 150 Quadratmetern auf. Das „Jena University Magnetic Polymer“ – kurz JUMP – hat Oluseun Akintola im Rahmen seiner Doktorarbeit am Lehrstuhl von Prof. Dr. Winfried Plass mit den dortigen Kollegen entwickelt und charakterisiert. In der Fachzeitschrift „CrystEngComm“ der Royal Society of Chemistry stellen die Chemiker die Substanz JUMP-1 vor (DOI: 10.1039/c7ce00369b), zu der das Team von Prof. Plass auch das Cover gestaltet hat.

Neben seiner inneren Größe besitzt das poröse Polymer als zweite Besonderheit magnetische Eigenschaften. „Diese sind zudem potenziell schaltbar, das heißt wir untersuchen aktuell chemische Modifikationen des Polymers, die den magnetischen Charakter des Materials an- bzw. ausschalten“, erläutert Prof. Plass.

Bei dem Material handelt es sich um Schichten eines zweidimensionalen Netzwerkes aus einer magnetischen Cobaltverbindung, die über regelmäßig angeordnete Verbindungsmoleküle verbrückt sind. „Dadurch ergibt sich ein dreidimensionaler Kristall, der zu mehr als 50 Prozent seines Volumens aus Hohlräumen besteht“, so Plass weiter.

In diese Hohlräume können sich verschiedene kleine Ionen oder Moleküle einlagern. „Je nach Eigenschaften dieser Gastmoleküle verändern sich die Eigenschaften des Polymers“, erläutert Prof. Plass.

Solche porösen Gerüststoffe oder MOFs (Metall-Organic Frameworks) sind keine Jenaer Erfindung, sondern in unterschiedlichster Form bereits seit einigen Jahren gängig. Neu an JUMP-1 ist jedoch, dass die Brückenmoleküle redoxaktiv sind, sie können einzelne Elektronen abgeben und erlauben dadurch die magnetischen Eigenschaften der Schichten aus Cobaltionen anzusteuern.

Zudem lassen sich in das insgesamt negativ geladene Polymergerüst positiv geladene Gegenionen gezielt einbauen, die ihrerseits das Aufnahmevermögen des Gittergerüsts für Gastmoleküle regulieren und gewissermaßen die „Tür“ zu den Poren gezielt öffnen und schließen. „Auf diese Weise können wir das Polymer je nach möglicher Anwendung konfektionieren“, macht Prof. Plass deutlich.

Anwenden lassen sich zukünftige schaltbare magnetische Materialien beispielsweise als hochempfindliche Sensoren für kleine geladene Moleküle. Dank ihrer immensen inneren Oberfläche könnten solche Polymere auch als Katalysatorsubstanzen für chemische Reaktionen nützlich sein. Von JUMP-1, dem magnetischen Polymer aus Jena, so erwarten die Chemiker um Prof. Plass, werde also noch zu hören sein.

Original-Publikation:
Akintola O. et al. A robust anionic pillared-layer framework with triphenylamine-based linkers: ion exchange and counterion-dependent sorption properties, CrystEngComm, 2017,19, 2723-2732 (10.1039/C7CE00369B)

Kontakt:
Prof. Dr. Winfried Plass, Oluseun Akintola
Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Humboldtstr. 8, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948130
E-Mail: Sekr.Plass[at]uni-jena.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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