Porentief klein

Professor Gerard Férey von der Universität Versailles erhielt in diesem Jahr den renommierten Humboldt-Forschungspreis für sein Lebenswerk. Der Chemiker war für vier Wochen zu Gast an der CAU.

Mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel verbindet den bekannten Festkörperchemiker und Materialwissenschaftler Férey seit kurzem eine enge Zusammenarbeit. Nun nutzt er den Humboldt-Forschungspreis, der mit der Auflage vergeben wird, eine Zeit lang an deutschen Hochschulen zu forschen, um an der CAU gemeinsame Projekte weiter zu vertiefen. Von Mitte Oktober bis Mitte November arbeitete Férey mit Wissenschaftlern des Instituts für Anorganische Chemie zusammen. Dabei ging es vor allem darum, nanoporöse Hybrid­materialien herzustellen und zu charakterisieren.

Diese besonderen Materialien, die in der Gruppe von Férey entdeckt wurden, haben winzig kleine Poren und Hohlräume von der Dimension großer Moleküle und dadurch sehr große Oberflächen. Die gesamte Oberfläche eines Gramms MIL-101 entspricht ungefähr der Größe eines Fußballfeldes. In den Poren lassen sich beispielsweise große Mengen an Farbstoffmolekülen, Medikamenten oder Gasen wie Methan, Wasserstoff und Kohlendioxid einlagern. Zur Zeit wird intensiv erforscht, ob sich diese Eigenschaft industriell nutzen lässt, zum Beispiel zur Speicherung von Wasserstoff, der dann als umweltverträglicher Kraftstoff etwa in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. Die Materialien könnten aber auch als Nanoreaktoren dienen.

Mit den Materialien MIL 100 und MIL 101 gelang es Férey, zwei neue kristalline Hybridmaterialien mit den bisher größten Poren von 3 bis 3,5 Nanometern (1 Nanometer entspricht 1 millionstel Millimeter) zu entwickeln. Dieses Porensystem zeichnet sich durch seine regelmäßige und reproduzierbare Struktur aus, was für Anwendungen in der Physik und Nanotechnologie von großem Interesse ist. Eine weitere herausragende Leistung Féreys: Er ermittelt die komplexen dreidimensionalen Strukturen seiner Materialien. In seiner Arbeitsgruppe wurden Computersimulationen entwickelt, die anhand von Grundbaueinheiten, die man mit Legosteinen vergleichen kann, komplexe Strukturen vorhersagen können.

Professor Norbert Stock vom Institut für Anorganische Chemie kennt Férey bereits seit vielen Jahren. Durch den Aufenthalt des französischen Wissenschaftlers in Kiel konnten beide gemeinsam mit der von Stock entwickelten Hochdurchsatzmethodik arbeiten. Diese ermöglicht es, neue Verbindungen viel effizienter als bisher und mit geringerem Materialaufwand zu entdecken. Die Zusammenarbeit soll auch zukünftig durch einen regelmäßigen Austausch von Studenten und Doktoranden fortgesetzt werden. (js)

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