Molekularer Schwarm baut Oberflächenstrukturen Atom für Atom um
Aktuelle Studie: Nanotechnologen entwickeln Verfahren zur Veränderung von Metalloberflächen
In vielen technologisch-relevanten Bereichen, wie zum Beispiel der Katalyse, der Sensorik sowie der Batterieforschung, spielt die Oberfläche von Metallen eine entscheidende Rolle. So erfolgt beispielsweise die Herstellung von vielen chemischen Verbindungen in der Industrie an Metalloberflächen. Deren atomare Struktur bestimmt, ob und wie Moleküle miteinander reagieren. Zugleich beeinflusst die Oberflächenstruktur eines Metalls seine elektronischen Eigenschaften. Dies ist insbesondere wichtig für die Effizienz von elektronischen Bauteilen in Batterien. Weltweit arbeiten Wissenschaftler intensiv an der Entwicklung neuartiger Verfahren, um die Struktur von Metalloberflächen gezielt auf atomarer Ebene zu modifizieren.
Das neue Verfahren ermöglicht, neue Materialien mit gezielten chemischen und physikalischen Eigenschaften zu entwickeln – ohne makroskopische Werkzeuge. „In der industriellen Anwendung werden häufig makroskopische Werkzeuge, wie beispielsweise Pressen oder Walzen, verwendet. In der Biologie übernehmen dagegen diese Aufgaben meist bestimmte Moleküle oder Molekülklassen. Unsere Arbeit zeigt eine vielversprechende künstliche beziehungsweise synthetisch hergestellte Molekülklasse, die einen ähnlichen Ansatz verwendet, um die Oberfläche zu modifizieren“, erklärt Saeed Amirjalayer. Das Forscherteam erhofft sich, dass ihr Verfahren zukünftig genutzt wird, um beispielsweise neuartige Elektroden zu entwickeln oder um chemische Reaktionen an Oberflächen zu optimieren.
Förderung:
Die Studie erhielt finanzielle Unterstützung von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unter anderem im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB 858.
Originalpublikation:
Saeed Amirjalayer, Anne Bakker, Matthias Freitag, Frank Glorius and Harald Fuchs (2020): Kooperative Zusammenarbeit von N-heterocyclischen Carbenen auf einer Goldoberfläche. Angewandte Chemie; DOI: 10.1002/ange.202010634