Neue Studie: Molekularer Schwamm für zukünftige Elektronik – Flexibel steuerbare COF-Strukturen erforscht

BerlinPoröse kovalente organische Rahmenwerke (COFs) erregen zunehmend Interesse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Diese gut strukturierten, porösen Materialien bestehen aus organischen Molekülen, die durch kovalente Bindungen verknüpft sind. COFs zeichnen sich durch wertvolle strukturelle, optische und elektronische Eigenschaften aus. Sie finden Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der Speicherung von Gasen und Flüssigkeiten, der Katalyse, der Sensortechnologie und im Bereich der Energieanwendungen.

Dr. Florian Auras und sein Team am Lehrstuhl für Molekulare Funktionale Materialien der TUD haben eine neue Methode zur Gestaltung von Materialien entwickelt. Sie haben zweidimensionale COFs erschaffen, deren Poren sich kontrolliert öffnen und schließen lassen. Diese Eigenschaft verleiht ihnen eine besondere Einzigartigkeit.

• Sie können von kompakten zu porösen Strukturen wechseln.
• Durch Zugabe von Lösungsmitteln kann ihre lokale Geometrie verändert werden.
• Ihre optischen Eigenschaften, wie Farbe oder Fluoreszenz, können modifiziert werden.
• Sie sind temporär und reversibel anpassbar.
• Mögliche Anwendungen in der Elektronik und Informationstechnologie.

Die Studie zielte darauf ab, die Rahmenwerke flexibler zu gestalten. Normalerweise sind COFs gut geordnet, aber steif. Das Team von Auras entdeckte, dass das Hinzufügen von Lösungsmitteln die Struktur und Eigenschaften des Materials auf kontrollierte Weise verändern kann. Dies macht die Materialien vielversprechend für zukünftige Elektronikanwendungen. Ein wesentliches Merkmal ist die Fähigkeit, ihre strukturellen und optoelektronischen Eigenschaften wiederholt zu ändern und anzupassen.

Schaltbare Materialien sind von entscheidender Bedeutung für die weitere Forschung. Auras Team ist bestrebt, Polymere zu untersuchen, die auf unterschiedliche Reize reagieren. Sie möchten Materialien entwickeln, die ihre Quantenzustände verändern können. Auras ist fasziniert davon, wie präzise die Eigenschaften von COFs gesteuert werden können.

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Metall-organische Gerüstverbindungen (MOFs) wurden in den letzten 25 Jahren entwickelt und finden heute weit verbreitete Anwendung. Kovalente organische Gerüstverbindungen (COFs) hingegen beginnen erst jetzt, ihr Potenzial zu zeigen. Forschungen von Auras' Team könnten ihre praktische Nutzung beschleunigen.

Die Anpassungsfähigkeit von COFs eröffnet zahlreiche neue Einsatzmöglichkeiten. Temporäre und reversible Änderungen ihrer Eigenschaften ermöglichen diverse Anwendungen. So können sie beispielsweise zur Herstellung besserer Sensoren oder neuer Speichersysteme genutzt werden. Durch die Anpassung ihrer molekularen Struktur können Wissenschaftler gezielte Änderungen an ihren Eigenschaften vornehmen. Diese Anpassungen können die Leistungsfähigkeit der Materialien verbessern.

Das Team von Dr. Auras untersucht dynamische kovalente organische Gerüstmaterialien (COFs). Ihre Arbeit könnte in Bereichen wie der Katalyse hilfreich sein. Die Kontrolle über das Öffnen und Schließen der Poren könnte bessere Katalysatoren ermöglichen. Dies könnte chemische Reaktionen effizienter machen. Auch Energieanwendungen könnten von diesen flexiblen Strukturen profitieren.

Die Forschung an dynamischen COFs ist äußerst vielversprechend. Diese Materialien könnten in zahlreichen Bereichen wie Elektronik und Informationstechnologie nützlich sein. Das Team von Auras spielt eine führende Rolle bei der Entdeckung neuer Anwendungsmöglichkeiten. Die Hauptvorteile der COFs liegen in ihrer präzisen Steuerbarkeit und Flexibilität. Dies macht sie zu einem äußerst spannenden Thema mit vielen potenziellen Vorteilen.