Nanotechnologie: Winzlinge mit gro?er Innovationskraft
Forschende der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) haben unter der Leitung des Chemikers und HU-Prof. Dr. Nicola Pinna einen wichtigen Fortschritt in der Nanotechnologie erzielt – einer Schlüsseltechnologie, die sich mit den allerkleinsten Partikeln und deren physikalisch-chemischen Eigenschaften besch?ftigt.?
Der innovative Ansatz wird neue Wege in der Materialentwicklung er?ffnen und die Funktionalit?t sowie Komplexit?t von kolloidalen Materialien erheblich verbessern. Das Potenzial für Anwendungen ist sehr gro?: So k?nnten die Materialien bespielsweise im technologischen Bereich zur Entwicklung hocheffizienter Katalysatoren beitragen, die in der chemischen Industrie oder bei der Wasserstoffproduktion eine Rolle spielen. In der Medizin k?nnten sie für die gezielte Wirkstofffreisetzung in der Krebstherapie eingesetzt werden, indem sie Medikamente direkt an Tumorzellen transportieren und so die Nebenwirkungen auf gesundes Gewebe minimieren.
Die St?ber-Methode erfolgreich erweitert
Die Forschenden konnten die bekannte St?ber-Methode erfolgreich erweitern, um amorphe Metall-Organische Gerüstverbindungen (MOFs) und Koordinationspolymere (CPs) zu synthetisieren. Die St?ber-Methode, die traditionell zur Herstellung amorpher glasartiger Kolloide verwendet wird, ist ein Eckpfeiler der Materialwissenschaft. Ihre Anwendung war jedoch bisher auf eine enge Palette von Materialsystemen beschr?nkt. Die Forschungsmethode wird im Artikel ?St?ber method to amorphous metal-organic frameworks and coordination polymers“ beschrieben, der in Nature Communications erschienen ist.
?Der neue Ansatz stellt eine bedeutende Erweiterung der St?ber-Methode dar und führt eine robuste Plattform für das systematische Design von Kolloiden mit unterschiedlichen Funktionalit?ts- und Komplexit?tsgraden ein," erkl?rt Prof. Dr. Nicola Pinna von der Humboldt-Universit?t zu Berlin. ?Unsere Methode erm?glicht die kontrollierte Synthese amorpher MOFs auf jedem Substrat, unabh?ngig von dessen Oberfl?chenchemie, Struktur oder Morphologie.“ Diese neuartige Syntheseroute führe zu einer Struktur von gleichm??igen und gut definierten MOF- und CP-Kugeln.
Das Forschungsteam synthetisierte erfolgreich 24 verschiedene amorphe CP-Kolloide, indem es 12 Metallionen und 17 organische Liganden ausw?hlte. Sie entwickelten auch eine Methode, um winzige Nanopartikel mit diesen Materialien zu beschichten und so Kern-Schale-Strukturen zu bilden. Mehr als 100 verschiedene Kombinationen beschichteter Partikel konnten auf diese Weise hergestellt werden, die jeweils einzigartige Eigenschaften und potenzielle Anwendungen aufweisen.
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Forschungsartikel: Zhang, W., Liu, Y., Jeppesen, H.S. et al. St?ber method to amorphous metal-organic frameworks and coordination polymers. Nat Commun 15, 5463 (2024).
Symbolbild Nanopartikel, Copyright: Envato Elements
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Prof. Dr. Nicola Pinna
Institut für Chemie der Humboldt-Universit?t zu Berlin