Den Poren auf der Spur
Ein neues DFG-Schwerpunktprogramm widmet sich „MOFs“
Seit September 2008 fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) verstärkt die Entwicklung neuartiger poröser Materialien. Koordiniert durch die Technische Universität Dresden (Prof. Dr. Stefan Kaskel) werden 14 interdisziplinäre Projekte über 3 Jahre mit einem Gesamtvolumen von 4,5 Mio. € gefördert.
Dabei stehen metallorganische Gerüstverbindungen (engl.: Metal-Organic Frameworks, kurz: MOFs) im Mittelpunkt der Forschung. „MOFs bilden eine faszinierende neue Klasse poröser Materialien mit herausragenden Eigenschaften“, erläutert Prof. Kaskel. „Sie besitzen winzige Poren, deren Größe über die Länge der organischen Brücken zwischen den Knotenpunkten aus Kupfer, Zink oder Chrom festgelegt ist. Dadurch hat das poröse Gerüst eine enorme innere Oberfläche, an der sich die Gasmoleküle viel effektiver anlagern lassen. Sie beträgt bis zu 4.500 m²/g - die Fläche eines halben Fußballfeldes im Volumen eines Zuckerstückchens. Dieser Effekt wird zum Beispiel genutzt, um das Gas in mit MOFs gefüllten Kraftstofftanks bei niedrigerem Druck zu speichern.“
Vorbild für das Speicherprinzip eines MOFs sind natürliche Minerale, die so genannten Zeolithe. Dass Zeolithe große Mengen von Wasser speichern können, ist bereits seit über 250 Jahren bekannt. Inzwischen nutzen bereits viele technische Anwendungen Zeolithstrukturen, ob in Katalysatoren, in thermochemischen Wärmespeichern oder für die umweltfreundliche Enthärtung von Wasser.
Durch die nun geförderten fachübergreifenden Kooperationen wollen die Chemiker neue Anwendungsgebiete in der Energiespeicherung, Luft- und Wasseraufbereitung, Sensorik, Katalyse und Medizin erschließen.
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