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 Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics