Poröse Feststoffe besitzen innere Hohlräume, in denen Wasser durch Sorption aufgenommen wird. Die Sorption umfasst physikalische Adsorption und kann auch chemische Bindungen an aktiven Stellen des Materials beinhalten. In Metall-Organischen Gerüstverbindungen (MOFs) wie CPO-27 koordiniert Wasser beispielsweise an freie Metallzentren und bildet darüber hinaus komplexe Wasserstoffbrückennetze, die die Wasserverteilung im Porenraum steuern. In mesoporösem Silica hingegen beeinflusst vor allem die Oberflächenpolarität die Wasserstruktur: Hydrophile Oberflächen fördern geordnetes, "eisähnliches" Wasser mit starkem Wasser-Oberflächen-Wechselspiel, während hydrophobe Oberflächen vorwiegend flüssiges, weniger geordnetes Wasser erlauben. Diese Wechselwirkungen bestimmen wesentliche Materialeigenschaften und Anwendungen.

Ausgewählte Publikationen:

• Understanding Hydration in CPO-27 Metal-Organic Frameworks: Strong Impact of the Chemical Nature of the Metal (Cu, Zn)
  M. Kloß, M. Beerbaum, D. Baier, C. Weinberger, F. Zysk, H. Elgabarty, T. D. Kühne, M. Tiemann
  Adv. Mater. Interf. 11 (2024) 2400476
• Water Sorption on Isoreticular CPO-27-Type MOFs: From Discrete Sorption Sites to Water-Bridge-Mediated Pore Condensation
  M. Kloß, L. Schäfers, Z. Zhao, C. Weinberger, H. Egold, M. Tiemann
  Nanomater. 14 (2024) 1791
• The Structure of Water in Silica Mesopores - Influence of the Pore Wall Polarity
  C. Weinberger, F. Zysk, M. Hartmann, N. K. Kaliannan, W. Keil, T. D. Kühne, M. Tiemann
  Adv. Mater. Interf. 9 (2022) 2200245