Moleculaire spons voor de elektronica van de toekomst

AmsterdamWetenschappers hebben een nieuw soort poreus materiaal ontwikkeld genaamd covalente organische raamwerken (COFs). Deze materialen bestaan uit organische moleculen die door covalente bindingen met elkaar verbonden zijn en zo een netwerk vormen. COFs lijken op metaal-organische raamwerken (MOFs), die al ongeveer 25 jaar bekend zijn. Ze bieden potentie voor diverse toepassingen vanwege hun unieke structurele, optische en elektronische eigenschappen.

Hier zijn enkele belangrijke eigenschappen van COFs:

• Zeer geordend en poreus
• Gemaakt van organische moleculen
• Verbonden door covalente bindingen

Het merendeel van het onderzoek naar COFs is gericht geweest op het creëren van starre structuren met vaste eigenschappen. Onlangs hebben Dr. Florian Auras en zijn team bij de Leerstoel voor Moleculaire Functionele Materialen aan de TUD een andere benadering onderzocht. Ze hebben een strategie ontwikkeld voor het maken van dynamische tweedimensionale COFs die hun poriën op gecontroleerde wijze kunnen openen en sluiten.

Het onderzoek had als doel om deze doorgaans rigide structuren flexibeler te maken. Door een oplosmiddel toe te voegen aan de COFs kan het team tijdelijk de vorm veranderen. Dit verandert ook hun optische eigenschappen, zoals kleur en fluorescentie. Dr. Auras stelt dat de mogelijkheid om deze eigenschappen in- en uit te schakelen interessant is voor toekomstige toepassingen in elektronica en informatietechnologie.

Belangrijke voordelen van dynamische COF's zijn onder andere:

• Omkeerbare veranderingen in de structuur
• Schakelbare optische eigenschappen
• Potentieel voor gebruik in geavanceerde technologische toepassingen

De onderzoeksresultaten vormen een solide basis voor verdere studies naar stimuli-responsieve polymeren. Het team hoopt schakelbare quantumtoestanden te bereiken. Dr. Auras is onder de indruk van hoe nauwkeurig de eigenschappen van COFs kunnen worden aangepast door hun moleculaire structuur te beheersen.

Lees ook:

Vandaag · 11:00

Is de Melkweg een zeldzame kosmische schat?

De nieuwe COFs kunnen hun eigenschappen eenvoudig aanpassen, wat ze nuttig maakt voor het opslaan van gassen en vloeistoffen, bevorderen van chemische reacties, detecteren van verschillende stoffen en energiegerelateerde taken. In tegenstelling tot oudere types zijn deze COFs flexibeler in hun ontwerp en toepassing.

COFs zijn nog in ontwikkeling, maar hun voordelen zijn duidelijk. Wetenschappers onderzoeken hoe deze materialen efficiënt kunnen worden toegepast. Dr. Auras en zijn team aan de TUD leiden dit onderzoek.

Onderzoek naar dynamische COFs boekt grote vooruitgang in de materiaalkunde. Het vermogen om de structuren en eigenschappen van deze materialen te beheersen, opent nieuwe mogelijkheden. COFs zouden een sleutelrol kunnen spelen in toekomstige technologieën zoals elektronica, opslag en sensoren.

Dr. Auras en zijn team zijn nog steeds bezig met het verbeteren van hun ontwerpen. Hun nieuwe methoden kunnen nuttige eigenschappen toevoegen aan COF's. Deze materialen kunnen belangrijke veranderingen teweegbrengen op meerdere gebieden door hun grotere flexibiliteit en eenvoudiger beheersing.

Let op hoe deze nieuwe COFs binnenkort elektronica en informatietechnologie kunnen veranderen. Onderzoekers zijn er nog mee bezig en verwachten snel meer ontdekkingen.