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Forschung

Eine Chemikerin betrachtet den Inhalt eines Messkolbens.

In der Rubrik Forschung erhalten Sie weiterführende Informationen zu:

Einige Forschungsprojekte, an denen Mitarbeiter aus dem ACI beteiligt sind, werden zudem auf dieser Seite näher vorgestellt.

 

DFG-Projekt 1362: Metal-Organic Frameworks − Zr-based MOFs with Tailored Linkers

Die chemische Struktur eines Metall-organischen Gerüstes.

Einleitung

Das DFG-Schwerpunktprogramm 1362 beschäftigt sich mit der Synthese von Metall-organischen Gerüstverbindungen (MOFs) und deren physikalischen Eigenschaften. Ferner geht es darum, funktionelle Gruppen gezielt in die Verbindungen einzubauen. MOFs sind mikroporöse Materialien, in denen Metallkationen über organische Linker-Moleküle zu dreidimensionalen Gerüsten verbunden sind. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen die Trennung von Gasen, der Einsatz als Energiespeicher (z. B. für Wasserstoff oder Methan) oder die Verwendung als Sensormaterial. Für diesen Anwendungen bedarf es eines definierten Porensystems mit einstellbaren Porenabmessungen und spezifischen, chemischen Funktionaltitäten. Der Arbeitskreis Behrens forscht an MOFs, die auf Zirconium basieren und maßgeschneiderte Linker-Moleküle enthalten.

 Projektleiter

Linker-Molekül

Projektbeschreibung (nur in englischer Sprache)

The goal is to create a liquid like phase within the pores of metal-organic frameworks (MOFs) and to use it for the transport of molecules and ions. This is based on the idea that the side chains of the organic building blocks (linkers) fill the pores and form a nanodrop of a phase which in respect to its order resembles a liquid, however, with the main difference that translation is inhibited through the anchoring at the linkers. This is why we use the term immobilised liquids. The immobilisation inhibits leakage of the liquid and microphase separation. The regular arrangement of the pores offers energetically homogeneous paths for species which are to be transported, the stiffness of the framework strongly limits swelling and shrinkage of the liquid. These properties are of significant importance for sorption, extraction and ion conduction. The MOFs with immobilised liquids will be explored in respect to these processes. Our focus will be on Zr-MOFs of the UiO and PIZOF type. The side chains will be tailored for the application: hydrophobic, hydrophilic, fluorophilic for sorption and extraction; polyether for Li+ conduction; polyether with protogenic groups for proton conduction. They will either be attached to the linkers before the synthesis of the MOF or introduced by postsynthetic modification of the MOFs.

Weblinks


DFG-Projekt 1327 − Optisch erzeugte Sub-100-nm-Strukturen für biomedizinische und technische Applikationen

Einleitung

Im DFG-Schwerpunktprogramm 1327 werden Materialien und Technologien erforscht, die zur Erzeugung kleinster Strukturen geeignet sind. Das zugrunde liegende Verfahren ist die Femtosekunden-Laser-induzierte Mehrphotonenpolymerisation. Ziel ist es, die so erhaltenen Sub-100-nm-Strukturen in der Nano- und Mikrooptik einzusetzen, sowie in der Regenerativen Medizin.

Projektleiter

Projektbeschreibung

 Die laserinduzierte Mehrphotonen-Polymerisation erlaubt die Darstellung von komplexen dreidimensionalen Strukturen mit hohen Auflösungen unterhalb des Beugungslimits des zur Anregung verwendeten Lichts. Seit der erstmaligen Demonstration dieser Technologie im Jahr 1997 konnten eine Vielzahl von Bauelementen im Labormaßstab für unterschiedlichste Anwendungsgebiete realisiert werden. Mit der Einführung der STED-Lithographie in Anlehnung an die bekannte STED-Mikroskopie konnten die Auflösungen der Methode in jüngster Zeit signifikant gesteigert werden. Trotz dieser eindrucksvollen Laborergebnisse aus der Anwendung sind grundlegende Fragestellungen zum Wechselwirkungsmechanismus selbst und den Grenzen der Auflösung der Mehrphotonen-Polymerisation nicht vollständig verstanden. In einem interdisziplinären Vorhaben unter Einbeziehung von Materialwissenschaftlern, Chemikern und Optikern werden diese Probleme angegangen.

Im Arbeitskreis Behrens werden hierzu die Polymerisationsvorgänge, die letztlich auch die Auflösung mitbestimmen, realitätsnah mit Hilfe von Kraftfeldmethoden modelliert. 

Weblink