Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuartige poröse Materialien schaffen vielfältige neue Möglichkeiten

09.07.2010
Die Eigenschaften von Materialien bestimmen ganz wesentlich Form und Funktion vieler Produkte. Neuartige Materialien wie bspw. die sogenannten MOF-Verbindungen bieten eine Vielzahl neuer Möglichkeiten.

Metal Organic Frameworks, MOFs, sind poröse Festkörper, die aus vielen, immer gleichen Grundbausteinen bestehen und baukastenähnlich sehr variabel zusammengesetzt werden können. Ihre relativ einfache Herstellung und vor allem ihre gigantisch großen „inneren“ Oberflächen von bis zu 5000 m2 pro Gramm machen MOFs für viele Anwendungen interessant: Sie eignen sich zum Beispiel als Gasreiniger für Brennstoffzellen - und machen so alternative Energiekonzepte für den Fahrzeugantrieb nutzbar.

Im Rahmen eines EU-Großprojektes beschäftigen sich Dresdner Forscher mit der Entwicklung und dem Test dieser neuen Materialien mit den faszinierenden Eigenschaften. Unter dem Titel „nanoMOF – Nanoporous Metal-Organic Frameworks for production“ arbeiten Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden sowie der TU Dresden mit Partnern aus ganz Europa zusammen, um nanostrukturierte MOFs (engl. metal-organic frameworks) den Weg in industrielle Anwendungen zu ebenen. Das Konsortium besteht aus multinationalen und mittelständischen Unternehmen sowie Universitäten und Forschungsinstituten aus neun europäischen Ländern und einem assoziiertem Land.

Konkret beschäftigen sich die Forscher mit folgenden Fragestellungen:

Wie können Atemschutzfilter länger nutzbar gemacht werden?
Atemschutzfilter schützen vor gefährlichen Gasen bzw. Partikeln. Gemeinsam mit Ihren Partnern optimieren die Fraunhofer-Forscher bspw. die Filter in Atemschutzmasken, um eine höchst mögliche Blockfunktion sowie längere Standzeiten zu gewährleisten.
Wie können Brennstoffzellen länger halten?
Die heutzutage immer noch dominierende Energiebereitstellung anhand der Verbrennung fossiler Energieträger wird zunehmend von alternativen Technologien ergänzt. Die Brennstoffzellentechnologie steht dabei mit an vorderster Stelle. Die Lebensdauer der Brennstoffzelle und somit ihr Einsatzpotenzial wird maßgeblich von der Qualität der eingesetzten Gase bestimmt. Spezielle MOFs können die störenden Verunreinigungen binden und somit das Gas sehr effizient reinigen, was zu einer beträchtlichen Erhöhung der Brennstoffzellenlebensdauer führt.
Wie viel Erdgas passt maximal in einen Tank?
MOFs gelten als vielversprechende Materialien für eine sichere und effiziente Speicherung von Gasen. Dabei wird die verblüffende Eigenschaft ausgenutzt, dass eine mit einem porösen Material (bspw. MOFs) gefüllte Gasflasche ein Vielfaches an Gas speichern kann, als eine herkömmliche leere Druckgasflasche. Einsatzgebiete sind u. a. die Wasserstoff- oder Erdgasspeicherung für neuartige Automobilmotoren. Die Forscher wollen bei der Anwendung von MOFs als Gasspeichermedium noch einen weiteren interessanten Effekt ausnutzen: Wird das gespeicherte Gas wieder entnommen, bleiben die Gasverunreinigungen in den MOFs gefangen - das Nutzgas ist wesentlich reiner. Dieses vorteilhafte Verhalten soll für die Gasbereitstellung in Halbleiterfabriken ausgenutzt werden.
Wie können biologische Produkte effizient veredelt werden?
Ein wesentlicher Bestandteil des MOF-Gitters sind die jeweils genutzten Metalle. Eine große innere MOF-Oberfläche bedeutet somit auch eine große Metalloberfläche. Dass Metalle (bio)chemische Reaktionen unterstützen bzw. erst möglich machen, ist hinlänglich bekannt - diesen katalytischen Prozess jedoch mit nur wenigen Gramm MOF-Katalysator nutzbar zu machen, dass versuchen die Forscher in einer weiteren Arbeitsgruppe des EU-Projektes. Dabei steht die Umwandlung natürlicher Rohstoffe, z.B. tierischer und pflanzlicher Fette zur Herstellung von Nahrungsmittelzusätzen oder Hautcremes und –ölen im Zentrum des Interesses.

Die Dresdner Forscher können bereits nach dem ersten Jahr des europäischen Projektes hervorragende Ergebnisse vorweisen. Erste Muster, bei denen MOFs in Textilien eingelagert wurden, stehen zur Verfügung. Um die Wirkung der MOFs objektiv zu beurteilen, wurden neue Sensorkonzepte entwickelt. Sie können die relevanten Gase im Spurenbereich (also wenige Moleküle unter einer Million anderer Moleküle) sicher nachweisen.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28
Dr. Wulf Grählert
Telefon: (0351) 83391 3406
Telefax: (0351) 83391 3300
E-mail: wulf.graehlert@iws.fraunhofer.de
Öffentlichkeitsarbeit:
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: (0351) 83391 3444
Telefax: (0351) 83391 3300
E-mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Dr. Ralf Jaeckel | Fraunhofer
Weitere Informationen:
http://www.nanomof-project.eu
http://www.iws.fraunhofer.de
http://www.iws.fraunhofer.de/presse/presse.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1. Es­se­ner Ge­fahr­gut­ta­ge am 19.-20. Sep­tem­ber 2017 mit fach­be­glei­ten­der Aus­stel­lung

24.04.2017 | Seminare Workshops

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE