11/11/2015 - Entwicklung eines neuen Grafen-Katalysators zur Steigerung der Effizienz bei der Herstellung von Elektronik-Verbindungen

Menéame

Ein Team von Forschern aus der Universitat Politique deValència (UPV), die Universität Bukarest und die Universität Kamaraj in Madurai (Indien), hat ein neues Katalysatormaterial entwickelt, bestehend aus Grafen und Nanopartikel aus Metall die unter anderem die Effizienz bei der Herstellung von Arzneimitteln und Pflanzenschutzmitteln oder elektronischen Verbindungen erhöhen soll.

Die wichtigsten Entwicklungen in der Arbeit der Forscher, deren Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht wurden, sind neben dem Material an sich die wichtigsten Neuheiten. Nature Communications- ist im Prozess der Beschaffung, da sie in der Lage, den Grafenfilm zu erhalten, wobei die metallorientierten Nanopartikel - ob Kupfer oder Gold - in einer einzigen Phase enthalten sind.

Zwischen hunderttausend und einer Million Mal aktiver als die derzeit verwendeten Verbindungen

Hermenegildo García, Forscher am Institut für chemische Technologie (ITQ), einem gemischten Zentrum der UPV und des Obersten Rates für wissenschaftliche Forschung (CSIC), erklärt, dass "die Verbindung zwischen den beiden Komponenten des Materials und die Tatsache, dass Nanopartikel spontan richtig ausgerichtet werden, direkt die Effizienz und Funktionalität des neuen Materials als Katalysator beeinflussen. Verglichen mit den derzeit verwendeten löslichen Metallverbindungen ist es zwischen 100 und 1 Million Mal aktiver."

Um die Bedeutung der neuen Ausstattung zu verstehen, vergleicht der ITQ-Forscher (UPV-CSIC) seinen Fertigungsprozess in einem einzigen Schritt mit dem "Wir konnten die Straßen und Gebäude einer Stadt richtig positionieren. Das neue Material fördert die Verbindung zwischen den Reagenzien, die zu Pflanzenschutzmitteln und -verbindungen führen werden, und bildet eine neue Verbindung, die leicht und effizient ist." Die Ursache dieser größeren Aktivität ist, dass die nanometrischen Metallpartikel die am besten geeignete Sortierung für die Bindung der Reagenzien aufweisen.

Neben Hermenegildo García nahmen auch Mercedes Álvaro und Juan F. Blandez, Forscher der Abteilung für Chemie der UPV, zusammen mit Ana Primo und Ivan Esteve, beide Mitglieder der ITQ (UPV-CSIC).

Umwandlung des Biopolymers in Grafen, auf dem die von Metallen erzeugten Nanopartikel basieren

Der Prozess zur Herstellung von Grafen mit orientierten Nanopartikeln beginnt mit der Reinigung des Rohstoffs: Algen und Garnelenhaut. Anschließend werden die natürlichen Biopolymere mit den Metallionen durchdrungen und als Quarzfolie zur Verfügung gestellt, wobei das System bei hohen Temperaturen (1200 Grad) erwärmt wird.

Unter diesen Bedingungen wird das Biopolymer zu Grafen. In der Zwischenzeit erzeugen Metalle Nanopartikel, die sich darauf niederlassen.

"Nach der Analogie beginnt der Prozess, indem man zuerst den Grafen bildet, der die Straßen der Stadt sein würde. Dann werden die Gebäude geschaffen, die wir mit den Metall-Nanopartikeln assimilieren, die an der richtigen Stelle platziert werden, indem sie ihre beste Ausrichtung fördern. Auf diese Weise haben wir es geschafft, die Effizienz des gewonnenen Materials zu steigern," so Garcia abschließend.

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