Unbegrenzte Möglichkeiten durch bahnbrechende Nanotechnologien

In den letzten fünf bis zehn Jahren hat eine neue Klasse poröser Materialien, die sogenannten metallorganischen Gerüstverbindungen (Metal Organic Frameworks, MOFs) große Aufmerksamkeit erregt. Und das aufgrund der Fähigkeit, kleine und mittlere Moleküle und sogar Objekte in ihren Poren speichern zu können. EU-finanzierte Forscher konnten nun umwälzende Fortschritte bei der Erweiterung des Gebiets erzielen, auf dem diese verblüffenden Nanomaterialien anwendbar sind.

Industrielle Technologien

Metallorganische Gerüstverbindungen bestehen aus organischen Liganden, die durch Metallionen miteinander verbunden sind. Das resultierende molekulare Gerüst kann mit anderen Bindemolekülen beladen werden, um physikalische und chemische Umwandlungen hervorzubringen. Neben ihrem ausgezeichneten Adsorptionsvermögen sind die MOFs durch ihre Fähigkeit zur modularen und rationalen Gestaltung und ihren speziellen Aufbau gekennzeichnet, wodurch die potenziellen Anwendungen nahezu grenzenlos erscheinen. Als das SURMOF-Projekt ("Anchoring of metal-organic frameworks, MOFs, to surfaces") im Jahr 2005 startete, erregten die metallorganischen Gerüstverbindungen aufgrund ihrer Anwendungsmöglichkeiten bei der Wasserstoffspeicherung für Elektrofahrzeuge gerade viel Aufmerksamkeit. Für diese spezielle Anwendung eigneten sich MOF-Materialien in Pulverform. Der Weitblick der EU-finanzierten Forscher führte jedoch dazu, die Entwicklung einer Methodik zum Abscheiden von metallorganischen Gerüstverbindungen auf festen Substraten vorzuschlagen, wobei es sich um eine Technologie handelt, die zum Zeitpunkt des Projektvorschlags noch nicht existierte, und die das Tor für viele fortschrittliche Anwendungen aufstoßen könnte. Zum Projektende konnte das SURMOF-Forschungsteam auf die erfolgreiche Entwicklung eines Schicht-für-Schicht-Verfahrens, das als Flüssigphasenepitaxie bekannt ist, zurückblicken, das nun die Grundlage für die MOF-Desorption auf festen Substraten bildet. Nahezu alle zur MOF-Abscheidung auf Substraten veröffentlichten Arbeiten beziehen sich auf die von den Partnern innerhalb des SURMOF-Projekts realisierte Forschungsarbeit. SURMOF konnte für modernste Methoden sorgen, die zum weltweit anerkannten Standard für die MOF-Abscheidung auf festen Substraten geworden sind. Die weitere Forschung und Vermarktung von Konzepten auf Basis der Ergebnisse könnte zu signifikanten Fortschritten in Sensortechnik und Elektronik führen, sowie der EU eine führende Rolle in einem sehr großen Sektor zuweisen, Arbeitsplätze schaffen und Einkommen für EU-Bürger sichern.

Anchoring of metal-organic frameworks, MOFs, to surfaces

Unbegrenzte Möglichkeiten durch bahnbrechende Nanotechnologien

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