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Suprapartikel für nachhaltige Technologien

Grafik: Franziska Miller, Mandel Group / FAU
Grafik: Franziska Miller, Mandel Group / FAU

Der Wandel zu einer nachhaltigeren Gesellschaft hängt stark von innovativen Technologien und fortschrittlichen Materialien ab. Die Beiträge, die Nanopartikel in diesem Zusammenhang leisten können, sind in den letzten Jahrzehnten vielfach demonstriert worden. Es wird jedoch angenommen, dass der Einfluss partikelbasierter Nanomaterialien auf die Nachhaltigkeit noch weiter gesteigert werden kann: Wenn man Nanopartikel als Bausteine nimmt, können komplexere Einheiten, sogenannte Suprapartikel, geschaffen werden.

Grundsätzlich werden die Nanobausteine zunächst nasschemisch hergestellt, wobei durch geeignete Synthesetechniken die Kontrolle über Größe, Form und Zusammensetzung der Nanopartikel erlangt wird. Dadurch kann direkt auf deren Eigenschaften Einfluss genommen werden. Im Anschluss daran können dann die Nanobausteine zu mesoskaligen Suprapartikeln assembliert werden. Die Forschungsgruppe von Prof. Dr. Karl Mandel, Professur für Anorganische Chemie, nutzt hierfür beispielsweise eine „forced-assembly“ Technik, bei der durch Verdampfung kleiner Tröpfchen verschiedene Nanopartikeldispersionen zusammengebracht werden.

In ihrer jüngsten Publikation, die in Advanced Functional Materials erschienen ist, geht die Gruppe der Frage nach, welche neuartigen Eigenschaften in Suprapartikeln erzeugt werden können, welche neuen Funktionalitäten möglich sind und wie diese insbesondere zu Feldern der Nachhaltigkeit beitragen können.

Dabei wird deutlich, dass Suprapartikel hier in vielfältigen Anwendungen genutzt werden können, z. B. für Reinigungstechnologien, landwirtschaftliche Versorgungssysteme, für die Energiespeicherung und Energieumwandlung oder für die Verlängerung der Lebensdauer von Materialien. In dem Artikel wird zunächst ganz grundsätzlich hergeleitet, wie sich Nachhaltigkeit naturwissenschaftlich griffig definieren lässt und wie sich daraus Bereiche ableiten lassen, in denen die Chemie und insbesondere Suprapartikel einen entscheidenden Beitrag leisten können.

Weitere Informationen:

Vollständiger Artikel:  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202011089

Kontakt:

Prof. Dr. Karl Mandel

Department Chemie und Pharmazie
Professur für Anorganische Chemie (Prof. Dr. Mandel)