Bildung und Eigenschaften opto-magnetischer Hybridmaterialien mittels äußerer Stimuli

• Antragsteller: Professor Dr. Karl Sebastian Mandel; Professor Dr. Klaus Müller-Buschbaum
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252712950

Kompositsysteme können Eigenschaftskombinationen ermöglichen, die für homogene Verbindungen nicht oder kaum zu erreichen sind. Das Projekt soll hierzu eine Kombination von Koordinationspolymeren (CPs) und MOFs mit nano- bis mikroskaligen Partikelsystemen und daraus folgend die Synthese von Kompositsystemen ermöglichen, und wird dazu für die zweite Förderperiode auf zwei Antragsteller der entsprechenden Expertise erweitert. Ziel-Komposite beider Einzelsysteme sollen gleichzeitig optische und magnetische Eigenschaften wie eine Kombination aus Lumineszenz und Superparamagnetismus aufweisen. Erreicht werden soll dies durch verschiedene äußerer Stimuli, die neben der Mechanochemie der ersten Förderperiode auch andere, zum Teil mechanisch wirkende Einflüsse umfasst, wie Sprühtrocknung oder Sonochemie. Gemeinsame Vorarbeiten zeigen, dass höchst ungewöhnliche und teilweise überraschende Eigenschaften aus der Kombination von magnetischen Partikeln mit lumineszierenden MOFs resultieren. Insbesondere Methoden der Mechanochemie scheinen ein enormes Potential im Hinblick auf die Kombinationsmöglichkeit der beiden Materialklassen zu hybriden Partikeln mit sich zu bringen. Der Einfluss der Wahl der Komponenten in Kombination mit den Syntheseparametern auf die daraus resultierende Struktur bzw. Architektur der Hybride soll dabei in gleichem Maße untersucht werden, wie die erzeugten physikalischen Eigenschaften. Ebenso soll gezielt versucht werden die Core-Shell-Architektur im Sinne der Abfolge Core/Shell bzw. Shell/Core gezielt zu beinflussen durch Einsatz verschiedener magnetischer Nanopartikeltypen und Suprapartikelarchitekturen und durch Einsatz verschiedener MOF Verbindungen in Abhängigkeit der Synthesetechnik. In Summe sollen somit die Erkenntnisse der ersten Förderperiode konsequent verwendet und weiterentwickelt werden, um einen Überblick über die Möglichkeiten zur Bildung solcher Komposite zu erhalten, die sowohl für die Grundlagenforschung spannend sind als auch Anwendungsrelevanz, z.B. in der Sensorik haben können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen