Der Fachbereich Strukturanalytik sucht Studierende (m/w/d) für eine Bachelor- oder Masterarbeit mit dem Titel „Design und Synthese von multivariaten nanoskopischen metall-organischen Gerüstverbindungen (MOFs) für elektrochemische Anwendungen“
In jüngster Zeit haben nanoskalige MOFs aufgrund ihrer vielfältigen einzigartigen Eigenschaften, die bei ihren Gegenstücken mit größeren Kristalliten nicht zu beobachten sind, große Aufmerksamkeit erregt. MOF-Nanokristalle bieten einige Vorteile in Fertigungsprozessen, da sie in Lösung homogener dispergieren. Jüngste Forschungsberichte auf dem Gebiet der Nano-MOFs haben gezeigt, dass Nano-MOFs im Vergleich zu ihren makrokristallinen Analoga verbesserte Eigenschaften aufweisen, da sie einen erhöhten Massentransport in die MOF-Poren aufweisen und daher höhere katalytische Aktivitäten, verbesserte Gasdurchlässigkeit in Trennmembranen ermöglichen. Die höhere kolloide Stabilität von Nano-MOFs macht sie vielversprechend für Wirkstofftransport. Daher wird die kontrollierte Synthese von MOF-Nanopartikeln mit gewünschten Größen den Weg für eine Vielzahl von Anwendungen ebnen, und die Analyse ihres Lösungszustands ermöglicht die Erforschung der größenabhängigen physikalischen und chemischen Eigenschaften.
Schematic representation of multivariate MOFs.
Quelle: BAM, Structure Analysis Division
Die so genannten "Nano-MOFs" können mit verschiedenen Techniken wie Mikrowellensynthese, sonochemische Synthese, solvothermale Verfahren, Mikroemulsionen und tröpfchenbasierte Mikrofluidsynthese hergestellt werden. Bei all diesen Verfahren muss die Keimbildung und das Wachstum der MOF-Kristallite durch Variation der Syntheseparameter wie Modulatorkonzentration, Temperatur, Reaktionsvolumen, Zeit usw. gesteuert werden.
Ziel des Projekts ist die Erforschung der MOF-Synthesestrategien im Nanobereich. Auf diese Weise sollen Designstrategien für Nano-MOFs und deren potenzielle Anwendungen entwickelt werden. Das Projekt umfasst die experimentelle Herstellung und Charakterisierung der Nano-MOF-Materialien durch XRD, DLS, TEM, etc.
Qualifikationen
- Studium der Chemie, Materialwissenschaften oder verwandter Fächer
projektrelevante Publikationen
[1] Coudert, F. X., Evans, J. D., Nanoscale metamaterials: Meta-MOFs and framework materials with anomalous behavior, Coordination Chemistry Reviews, 2019, 388, 48-62.
[2] Marshall, C. R., Dvorak, J. P., Twight, L. P., Chen, L. Kadota, K., Andreeva, A. B., Overland, A. E., Ericson, T., Cozzolino, A. F., Brozek, C. K., Size-dependent properties of solution processable conductive MOF Nanocrystals. Journal of American Chemical Society, 2022, 144, 13, 5784-5794.
Kontakt
Dr. Biswajit Bhattacharya
Abteilung 6 Materialchemie
Telefon: 030-8104-5825
E-Mail: biswajit.bhattacharya@bam.de
Dr. Franziska Emmerling
Abteilung 6 Materialchemie
Telefon: 030-8104-1133
E-Mail: Franziska.emmerling@bam.de