Worldwide China

Nanotechnologie

Zwillingspolymerisation für nanostrukturierte Hybridmaterialien

| Autor / Redakteur: Stefan Spange*, Tina Löschner* und Andreas Seifert* / Marc Platthaus

Abb. 1: Synthesekonzepte zur Herstellung von zwei Polymeren in einem Prozess. A bezeichnet ein anorganisches Monomer-Fragment, C ein organisches Monomer-Fragment.
Bildergalerie: 2 Bilder
Abb. 1: Synthesekonzepte zur Herstellung von zwei Polymeren in einem Prozess. A bezeichnet ein anorganisches Monomer-Fragment, C ein organisches Monomer-Fragment. (Bild: TU Chemnitz)

Mehr zum Thema

Die Chemie im Nanobereich erfordert ein Umdenken des klassischen Chemikers. Dies gilt besonders für anorganisch-organische Hybridmaterialien. Die gleichzeitige Bildung von zwei Nanostrukturen in einem Prozess gelingt durch die Zwillingspolymerisation.

Die Speicherung von Energie ist bereits heute eine der zentralen Fragestellungen der Wissenschaft und Wirtschaft und wird auch in Zukunft eine Schlüsseltechnologie bleiben. Sowohl für die Speicherung hochenergetischer Gase (z.B. Wasserstoff-Speicherung) als auch für die Anwendung in elektrochemischen Speichern (z.B. Akkumulatoren) werden nanostrukturierte Materialien mit definierten Hohlräumen (Poren) benötigt, welche in ihren Eigenschaften (Geometrie, molekulare Struktureinheit, mechanische und chemische Stabilität, elektrische Leitfähigkeit bzw. Isolationseigenschaften) genau angepasst werden können.

Hierbei sind insbesondere die hohen spezifischen Oberflächen nanostrukturierter Materialien von Vorteil, da dadurch z.B. die spezifische Kapazität zur Gasadsorption im Vergleich zu konventionellen Materialien signifikant erhöht werden kann.

Hybridmaterialien: Chancen und Schwierigkeiten

Eine sehr aussichtsreiche Materialgruppe für diese Anwendungen stellen anorganisch-organische Hybridmaterialien dar, da diese eine Kombination verschiedener Eigenschaften in einem Material ermöglichen [1-3]. Durch die Synergie teils gegensätzlicher Eigenschaften der anorganischen und organischen Komponente in einem Material ergeben sich neuartige Eigenschaften und Funktionen von Hybridmaterialien [4]. Allerdings erwachsen aus den prinzipiell erwünschten unterschiedlichen Eigenschaften beider Komponenten auch Probleme, die in einer häufig beobachteten makroskopischen Entmischung der organischen und anorganischen Phasen resultieren.

Dabei sind es gerade die Strukturierungen auf molekularer Ebene im Bereich von 1 bis 20 nm und die damit einhergehenden großen Oberflächenenergien, die für die besonderen Eigenschaften dieser Nano-Hybridmaterialien verantwortlich sind.

A. Reller beschreibt, welche Herausforderung es darstellt, neue Synthesewege für die gezielte Erzeugung spezifisch kleinster Stoffproportionen zu beschreiten. „Die chemische Synthese erfordert das Planen und Realisieren von Reaktionen im Raum: das Produkt entsteht aus einer raumzeitlich in nanoskopischen Dimensionen kontrolliert ablaufenden Transformation von Reaktionspartnern“ [5].

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 35517130 / Labortechnik)