Binäre Mesokristalle aus dem Nanobaukasten

Grundstein für die Synthese neuartiger nanostrukturierter Festkörper mit bisher unerforschten Eigenschaften.

Mesokristalle sind eine Klasse von Festkörpern, die durch die regelmäßige Anordnung von Nano­kristallen entstehen. Das sind winzige Nano­partikel, die aufgrund ihrer geringen Größe einzigartige Eigen­schaften besitzen. In Meso­kristallen nehmen diese in einem dicht­ge­packten Gitter eine hoch­orga­nisierte, über­ge­ordnete Form an. Einem Forschungs­team aus Deutschland und der Schweiz unter Leitung von Helmut Cölfen von der Uni Konstanz ist es jetzt gelungen, besonders komplexe Meso­kristalle mit weit­gehend unbekannten chemischen und physika­lischen Eigen­schaften zu synthe­ti­sieren und deren Struktur auf­zu­klären.

Abb.: Synthese und Struktur­auf­klärung drei­dimen­sio­naler, binärer...
Abb.: Synthese und Struktur­auf­klärung drei­dimen­sio­naler, binärer Meso­kristalle aus Platin- und Magnetit-Nano­würfeln. (Bild: C. Jene­wein, U. Konstanz)

Die Besonderheit: Die neuartigen Festkörper bestehen aus zwei unter­schied­lichen Nano­kristallen als Grund­bau­steinen – Platin- und Magnetit-Würfel – und organisieren sich eigen­ständig zu einer drei­dimen­sio­nalen Über­struktur. Bisher konnten Meso­kristalle aus zwei unter­schied­lichen Grund­bau­steinen, binäre Meso­kristalle, lediglich als flächige, sprich zwei­dimen­sionale Strukturen erzeugt werden.

Die Ergebnisse der Studie stellen den ersten Schritt in Richtung eines möglichen Baukasten­systems dar, mit dem in Zukunft die Eigen­schaften verschiedener Nano­kristalle gezielt kombiniert und aus der Nano- in die besser hand­hab­bare Mikrowelt trans­feriert werden könnten – mit einer Vielzahl möglicher Vorteile und Anwendungen.

U. Konstanz / RK

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