Molekularer Schwamm für die Elektronik der Zukunft

BerlinWissenschaftler haben eine neue Art von porösem Material namens kovalente organische Gerüste (COFs) entwickelt. Diese Materialien bestehen aus organischen Molekülen, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind und ein Netzwerk bilden. COFs ähneln metallorganischen Gerüsten (MOFs), die seit etwa 25 Jahren bekannt sind. Aufgrund ihrer einzigartigen strukturellen, optischen und elektronischen Eigenschaften bieten COFs vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.

Zu den wichtigsten Merkmalen von COFs gehören:

• Hohe Ordnung und Porosität
• Bestehen aus organischen Molekülen
• Sind durch kovalente Bindungen verknüpft

Die meisten Forschungen zu COFs konzentrierten sich auf die Herstellung starrer Strukturen mit festen Eigenschaften. Kürzlich hat Dr. Florian Auras mit seinem Team am Lehrstuhl für Molekulare Funktionale Materialien der TUD einen anderen Ansatz untersucht. Sie entwickelten eine Strategie zur Schaffung von dynamischen zweidimensionalen COFs, die ihre Poren kontrolliert öffnen und schließen können.

Die Studie zielte darauf ab, diese normalerweise starren Strukturen flexibler zu machen. Durch das Hinzufügen eines Lösungsmittels zu den COFs kann das Team ihre Form vorübergehend verändern. Dies verändert auch ihre optischen Eigenschaften, wie Farbe und Fluoreszenz. Dr. Auras betont, dass die Fähigkeit, diese Eigenschaften ein- und auszuschalten, für zukünftige Anwendungen in der Elektronik und Informationstechnologie interessant ist.

Zu den Hauptvorteilen dynamischer COFs zählen:

• Reversible Strukturveränderungen
• Schaltbare optische Eigenschaften
• Potenzial für den Einsatz in fortschrittlichen technologischen Anwendungen

Die Forschungsergebnisse bieten eine solide Grundlage für weitere Studien zu stimuli-responsive Polymeren. Das Team hofft, auf schaltbare Quantenzustände hinzuarbeiten. Dr. Auras ist beeindruckt, wie präzise die Eigenschaften von COFs durch Steuerung ihrer molekularen Struktur angepasst werden können.

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Die neuen COFs können ihre Eigenschaften leicht verändern, was sie nützlich macht für die Speicherung von Gasen und Flüssigkeiten, die Unterstützung chemischer Reaktionen, das Erkennen verschiedener Materialien und Aufgaben im Energiebereich. Im Gegensatz zu älteren Varianten sind diese COFs viel flexibler in ihrer Gestaltung und Anwendung.

COFs befinden sich noch in der Entwicklung, aber ihre Vorteile liegen klar auf der Hand. Wissenschaftler untersuchen, wie diese Materialien effektiv eingesetzt werden können. Dr. Auras und sein Team an der TUD führen diese Forschung an.

Die Forschung an dynamischen COFs macht große Fortschritte in der Materialwissenschaft. Die Fähigkeit, die Strukturen und Eigenschaften dieser Materialien zu kontrollieren, eröffnet neue Möglichkeiten. COFs könnten in zukünftigen Technologien wie Elektronik, Speicherung und Sensorik von großer Bedeutung sein.

Dr. Auras und sein Team arbeiten weiterhin an der Verbesserung ihrer Entwürfe. Ihre neuen Methoden könnten COFs mit nützlichen Eigenschaften ausstatten. Diese Materialien könnten in mehreren Bereichen große Veränderungen bewirken, da sie flexibler und leichter zu kontrollieren sind.

Beobachten Sie, wie diese neuen COFs die Elektronik und Informationstechnologie bald verändern könnten. Forscher arbeiten noch daran und erwarten in Kürze weitere Entdeckungen.