Zweidimensionale Metallgele: von den Grundlagen zu Anwendungen

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Eychmüller
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508935291

Nach der kürzlich gelungenen Herstellung von zweidimensionalen, Nanometer dicken und Quadratzentimeter weit ausgedehnten Goldnetzwerken wollen wir an beiden Enden dieses neuen Forschungsgebietes arbeiten: dem tiefer gehenden Verständnis des Bildungmechanismus und ausgewählten Anwendungen. Das verständnisgetriebene erste Feld wird bestimmt durch Fragen nach den die Phasengrenzflächengelierung von kolloidalen Metallpartikeln bestimmenden Faktoren und der Möglichkeit die Syntheseroute auf multimetallische Strukturen auszuweiten. Die Antworten aus beiden Teilgebieten werden dazu beitragen, die Grenzen der neuen Herstellungsroute beurteilen zu lernen und mögliche Prozessierungsoptionen wie beispielsweise Aufskalierung und Druckbarkeit zu eröffnen. In dem anwendungsgetriebenen zweiten Feld beschränken wir uns zunächst auf den möglichen Einsatz der Netzwerke in der Elektrokatalyse und in der Biomedizin. Für das erste Teilgebiet werden wir versuchen, die an dreidimensionalen Gelen gewonnenen Erkenntnisse (beispielsweise der Nutzung von PtNi-Gelen als hochaktive und robuste Kathoden in Brennstoffzellen) zu nutzen um durch schichtweises Stapeln von 2D-Gelen zu reduziertem Materialeinsatz bei gleichzeitigem Erhalt von Aktivität und Stabilität zu gelangen. Die zweite Anwendung soll in der Herstellung von flexiblen Elektroden für die Neurowissenschaften liegen. Für Untersuchungen am Gehirn, das aus sehr weicher Materie besteht, werden biokompatible, mechanisch weiche Elektroden benötigt um nicht das zu untersuchende Gewebe durch die Applikation zu schädigen. Unsere Untersuchungen zu mechanischen Eigenschaften dreidimensionaler Metallgele lassen für zweidimensionale Gele erwarten, dass diese Bedingungen ebenso erfüllt werden wie die Biokompatibilität durch die Wahl der (Edel-)Metalle aus denen die Netzwerke gebildet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen