Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Poröse Materialien mit Potenzial

25.03.2014

Bundesforschungsministerium fördert deutsch-schwedisches Projekt mit über 1,2 Millionen Euro

Kristalline poröse Materialien spielen eine große Rolle in der chemischen Industrie. In ihren Poren können beispielsweise katalytische Reaktionen durchgeführt oder Moleküle und Ionen eingelagert werden. Doch wie dies geschieht und wie sich diese Materialien bilden ist weitgehend unbekannt. Das wollen Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und der Universitäten Bochum, Stockholm und Uppsala mit brillanter Röntgenstrahlung ändern.


Schema der an der Uni Kiel entwickelten metallorganischen Gerüstverbindung CAU-4. Wie die winzigen Alleskönner genau funktionieren, untersucht nun ein deutsch-schwedisches Projekt.

Abbildung/Copyright: Norbert Stock

Fast 2,5 Millionen Euro Fördergelder konnten sie für das internationale Projekt einsammeln. Knapp die Hälfte kommt dabei vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Am Ende könnten völlig neue Materialien zur Verfügung stehen, die für neue Anwendungen maßgeschneidert wurden.

Die wichtigsten Vertreter der sogenannten mikroporösen Materialien sind Zeolithe und metallorganische Gerüstverbindungen (metal-organic frameworks, MOFs). Deren Porenöffnungen liegen im Nanometerbereich, wodurch kleinere Moleküle und Ionen in die Poren eindringen können. Durch die große Anzahl solcher Poren können gigantisch viele „Gastmoleküle“ aufgenommen werden, die mit den Porenwänden wechselwirken. Zeolithe werden vor allem bei der Rohölraffinierung, in Katalysatoren von Dieselmotoren und als Wasserenthärter in Waschmitteln eingesetzt.

„Um neue Anwendungen zu erschließen, synthetisieren wir neue mikroporöse Materialien und untersuchen deren Eigenschaften. Dabei ist es vor allem wichtig auf atomarer Ebene zu verstehen wie diese gebildet werden und auch wie diese funktionieren“, sagt Professor Norbert Stock vom Institut für Anorganische Chemie der Uni Kiel. Trotz jahrzehntelanger Bemühungen weiß man über diese Prozesse noch relativ wenig. Denkbar sei, dass neue mikroporöse Materialien auch in der Medizin eingesetzt werden: „Wirkstoffe können in die porösen Materialien eingelagert werden und dann im menschlichen Körper an einem bestimmten Zielort langsam abgegeben werden“, beschreibt Stock.

Gemeinsam mit seinem Kollegen Professor Wolfgang Bensch und Partnern der Universität Bochum will Stock nun Messzellen bauen, in denen die chemischen Reaktionen live beobachtet werden können. Sehr intensives Röntgenlicht soll dabei helfen, die Bildung der Materialien und die Wechselwirkung der Moleküle mit den Porenwänden präzise zu bestimmen. Dafür nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter anderem die brillante Strahlung am Teilchenbeschleunigerring PETRA III im Deutschen Elektronensynchrotron (DESY) in Hamburg. Unter verschiedenen Reaktionsdrücken und -temperaturen sowie automatisierter Dosierung der Ausgangsstoffe stellen Stock und seine Kolleginnen und Kollegen dort in den neuen Reaktionszellen die neuen Materialien her. Die ersten Reaktionszellen sollen bereits in wenigen Monaten bereit stehen.

Die schwedischen Forscherinnen und Forschern aus Stockholm und Uppsala werden in Zukunft die Zellen am zurzeit im Bau befindlichen Teilchenbeschleuniger MAXLAB IV in Lund einsetzen. Dort wollen Chemikerinnen und Chemiker zusätzlich die Einlagerung von Gastmolekülen sowie die Eigenschaften dieser Systeme untersuchen.

Die am Projekt „MATsynCELL“ beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind Teil des Röntgen-Ångström-Clusters, in dem deutsche und schwedische Einrichtungen mithilfe von Synchrotron- und Neutronenstrahlung gemeinsam an Fragestellungen der Materialwissenschaft arbeiten.

Mehr Informationen zum Röntgen-Ångström-Cluster:
www.rontgen-angstrom.eu

Ein Foto steht zum Download zur Verfügung:
http://www.uni-kiel.de/download/pm/2014/2014-082-1.jpg
Bildunterschrift: Schema der an der Uni Kiel entwickelten metallorganischen Gerüstverbindung CAU-4. In der Mitte eine Pore mit einem Durchmesser von zirka einem Nanometer. Rot dargestellt sind Sauerstoffatome, hellgrau Aluminiumatome und dunkelgrau Kohlenstoffatome. Wie die winzigen Alleskönner genau funktionieren, untersucht nun ein deutsch-schwedisches Projekt.
Abbildung/Copyright: Norbert Stock

Kontakt
Prof. Dr. Norbert Stock
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Anorganische Chemie
Tel.: 0431/880-1675
E-Mail: stock@ac.uni-kiel.de

Prof. Dr. Wolfgang Bensch
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Anorganische Chemie
Tel.: 0431/880-2091
E-Mail: wbensch@ac.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Bildung CAU Chemiker Christian-Albrechts-Universität Dosierung Ionen Moleküle Pore Poren Zeolithe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie