(pte) – Ingenieure der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) mit kleinen Mengen an Kunststoff stabilisiert, mit denen sie einen Teil der Poren füllen. Er wirkt wie eine Stütze, die den Zusammenbruch verhindert. MOFs sind wahre Multitalente. Sie sind extrem gute Filter, die Wasser von Keimen, Schwermetallen und anderen Schadstoffen befreien. Sie trennen auch Gase voneinander. Sie haben nur einen Nachteil: Weil sie extrem porös sind, mangelt es ihnen an Stabilität.
Gigantische innere Oberfläche
MOFs bestehen aus anorganischen Molekülen, die von organischen Molekülen zusammengehalten werden. Sie sind mit unvorstellbar vielen feinsten Poren ausgestattet. Rekordhalter ist ein Material, das eine innere Oberfläche von 7.800 Quadratmetern hat – bei einem Gewicht von gerade einmal einem Gramm. Dessen Poren haben einen Durchmesser von weniger als zwei Nanometern.
Die Schweizer Forscher haben sich allerdings mit MOFs befasst, deren Porendurchmesser größer ist als zwei Nanometer. Sie haben gegenüber mikroporösen MOFs einige Vorteile, sind aber weniger stabil, was die technische Nutzung erschwert oder gar unmöglich macht. Weil immer wieder Poren kollabieren, reduziert sich mit der Zeit die innere Oberfläche, sodass die Effizienz nachlässt.
Stabilität statt nur Verstopfung
Li Peng, der am EPFL-Labor für anorganische Funktionsmaterialien arbeitet, hat kleine Mengen an Kunststoff in die Poren gefüllt. Dieser verstopft sie nicht, weil er Tragbalken bildet, die als Stützen wirken, den Durchmesser der Poren aber nur verkleinern. Derart stabilisiert halten diese MOFs Temperaturen von 150 Grad Celsius aus, die sie normalerweise kollabieren ließen. Die Forschungsarbeit hat Wendy Lee Queen, die Chefin des Labors, geleitet.
„Wir stellen uns vor, dass die Stabilisierung auf Kunststoffbasis die Herstellung neuer MOFs möglich macht, die sich bisher nicht nutzen lassen“, unterstreicht Queen. Diese porösen Materialien könnten für neue hochinteressante Anwendungen genutzt werden. Dazu gehören die Trennung und Umwandlung großer Moleküle.