Poröse Oberflächenstrukturen

Bei der Herstellung anorganischer Nanostrukturen werden oftmals organische Verbindungen als Matrizes eingesetzt. Diese werden während der Synthese in das Material eingebaut und beeinflussen so die Struktur und Eigenschaften des Produkts. Durch späteres Entfernen der organischen Matrix lassen sich schließlich poröse Materialien erzeugen.

In einem gemeinsamen Projekt stellen die Arbeitsgruppen "Anorganische Funktionsmaterialien" (Tiemann) und "Organische und Makromolekulare Chemie" (Kuckling) poröse Metalloxide durch Verwendung von Hydrogelen her. Ein solches Hydrogel besteht aus einem vernetzten organischen Polymer. In Wasser quillt es auf und kann dann als "Gerüst" (Matrix) bei der Entstehung des anorganischen Produkts dienen. Das Ergebnis ist ein Hybridmaterial, beim dem das organische Polymer in den anorganischen Festkörper "eingebaut" ist. Entfernt man das Polymer, so hinterlässt es Kanäle und Hohlräume von wenigen Nanometern Durchmesser. Da das Hydrogel sich auf geeigneten Oberflächen verankern lässt, können auf diese Weise dünne poröse Schichten erzeugt werden.

Publikationen zum Thema (Auswahl):

• Nanoporous Aluminium Oxide Micropatterns Prepared by Hydrogel Templating
  Z. Chen, D. Kuckling, M. Tiemann
  Nanotechnology 31 (2020) 445601
• Hydrogels as Porogens for Nanoporous Inorganic Materials
  C. Weinberger, D. Kuckling, M. Tiemann
  Gels 4 (2018) 83
• Porous Aluminum Oxide and Magnesium Oxide Films by Using Organic Hydrogels as Structure Matrices
  Z. Chen, D. Kuckling, M. Tiemann
  Nanomater. 8 (2018) 186