Festkörper mit neuartigen Symmetrieeigenschaften

Dieses Forschungsgebiet wurde von uns bis 2007 bearbeitet, beeinflusst jedoch noch die aktive Forschung.

Mesoporöse Strukturen sind mehr als nur Materialien mit Poren (2 nm < dmeso < 50 nm) die größer sind als Mikroporen (dmicro < 2 nm). Viel mehr zeigen sie neue Strukturen, Formen und Symmetrien, die neue Eigenschaften induzieren und ungeahnte Anwendungenmöglichkeiten erkennen lassen. Ein zentraler Punkt unserer Forschung ist eine besonders perfekte Gruppe von mesoporösen Strukturen (Circulite), die kreisformig angeordnete Poren besitzen und ein neues Symmetrieverhalten aufweisen. Diese Strukturen sind streng definierte Hierarchien und können als Prototyp für die Beschreibung und die Bildung von hierarchischen Strukturen dienen. Hierbei wird das „Coiling“ als ein allgemeiner Ansatz zur Bildung von Hierarchien angesehen. Die Steuerung und Gestaltung von hierarchischen Strukturen sind das Endziel und konnten für diesen Hierarchie-Typ angewandt werden. Wir haben auch gezeigt, dass Oberflächen für die Auswahl der speziellen Hierarchie, ihrer Positionierung und ihrer Ausrichtung verwendet werden können. Eine molekulare Strukturierung eines Trägers führt zu hochdefiniertem Wachstum einer hierarchischen Anordnung mit 4 Hierarchie-Ebenen. Die Eigenschaften dieser Hierarchien können sehr spezifisch sein, wie z.B. das Diffusionsverhalten. Wichtige Ergebnisse sind in den folgenden Artikeln beschrieben:

Magdalena Stempniewicz, Ahmed S. G. Khalil, Michael Rohwerder, and Frank Marlow:
Diffusion in Coiled Pores - Learning from Microrelease and Microsurgery.
J. Am. Chem. Soc.129 (2007) 10561
DOI: 10.1021/ja0728167

F. Marlow, A. S. G. Khalil, M. Stempniewicz:
Circular mesostructures: Solids with novel symmetry properties. Invited Feature.
J. Mater. Chem. 17 (2007) 2168-2182
DOI: 10.1039/B700532F

A. S. G. Khalil, D. Konjhodzic, F. Marlow:
Hierarchy Selection, Position Control, and Orientation by Patterned Surfaces.
Adv. Mater. Vol 18, (2006) 1055.  
DOI: 10.1002/adma.200502238

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