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Sonntag, 01. November 2020
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Wissenschaft & Technik, Rohstoffe

Poröse Materialien trennen Stoffe voneinander

Montag, 06. September 2010

Ferner könne poröse Materialien Stoffe auch speichern oder sie katalysieren ihre Umsetzung in chemischen Reaktionen. Was das für Materialien sind und welche Eigenschaften sie haben, lesen Siehier.

Eine große, innere Oberfläche mit einer porenreichen Struktur

Eine große, innere Oberfläche mit einer porenreichen Struktur

Aktivkohle und Zeolithe zeichnen sich durch eine große, innere Oberfläche mit einer porenreichen Struktur aus: In einem Gramm Aktivkohle haben Wassermoleküle auf einer Oberfläche von bis zu 1500 Quadratmetern Platz, was die Aktivkohle zu einem der beliebtesten Trockenmittel macht. Die Zeolithe reduzieren die Härte von Wasser, indem sie selektiv Calciumionen daraus entfernen und in ihr starres, anorganisches Gerüst einlagern. Die metallorganischen Gerüstverbindungen (metal organic framework, MOF) haben eine größere spezifische Oberfläche als Aktivkohle und Poren, mit denen sie besser als Zeolithe selektieren. Diese als Rohstoffe unter anderem für Beschichtungen geben eine andere Härte wieder. Die Dynamik einiger MOFs, ihre größenverstellbaren Poren und die Strukturvielfalt unterscheiden die metallorganischen Netzwerke von allen übrigen porösen Materialien. Tritt ein Gastmolekül in das MOF ein, so expandiert oder kontrahiert das metallorganische Gerüst und gelangt anschließend in seinen Ausgangszustand zurück wie bei einem Atmungsprozess. Abhängig vom Gastmolekül ändert sich dabei die Struktur des Netzwerks so drastisch, dass es einem Phasenübergang vom Eis zum Wasser ähnelt. Sollen sich nur polare Moleküle in das Gerüst einlagern, verschließen nanometergroße Türen aus funktionellen Gruppen die Poren. Weitere Informationen in "Nachrichten aus der Chemie".

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