{"id":97096,"date":"2021-09-30T07:12:00","date_gmt":"2021-09-30T05:12:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=97096"},"modified":"2021-09-30T10:06:25","modified_gmt":"2021-09-30T08:06:25","slug":"umweltfreundliches-verfahren-zur-synthese-organischer-stoffe-fur-hochleistungsindustrie-entwickelt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/umweltfreundliches-verfahren-zur-synthese-organischer-stoffe-fur-hochleistungsindustrie-entwickelt\/","title":{"rendered":"Umweltfreundliches Verfahren zur Synthese organischer Stoffe f\u00fcr Hochleistungsindustrie entwickelt"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Die Herstellung von Materialien aus organischen Stoffen war bis dato nur mithilfe stark toxischer L\u00f6semittel m\u00f6glich. Ein Team um UniKonstanz Prof. und CeMM Adjunct PI Miriam Unterlass entwickelte nun ein Verfahren, mit dem organische Stoffe nur durch das Erhitzen in Wasser v\u00f6llig schadstofffrei f\u00fcr die Verwendung als Hochleistungsmaterialien nutzbar gemacht werden. Die im Journal of Materials Chemistry A ver\u00f6ffentlichte Studie stellt einen wichtigen Meilenstein in der umweltfreundlichen Herstellung organischer Stoffe dar und bietet damit auch einen wichtigen Anreiz, um von anorganischen auf organische, nachwachsende Stoffe umzusteigen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"Eingef\u00e4rbtes
Eingef\u00e4rbtes Miskroskopie-Bild eines Monolithen by Lahnsteiner M., Unterlass M. <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Zahlreiche Produkte unseres t\u00e4glichen Bedarfs wie Akkus und Elektronikmaterialien werden mithilfe anorganischer Stoffe hergestellt \u2013 Stoffe, die nach und nach seltener werden auf unserem Planeten. Chemiker suchen nach M\u00f6glichkeiten, anorganische durch organische Stoffe, aufgebaut aus Kohlenstoff, Stickstoff, Wasserstoff oder Sauerstoff zu ersetzen. Um diese f\u00fcr die gew\u00fcnschten Anwendungen brauchbar zu machen, werden bis heute hochtoxische Chemikalien, sogenannte L\u00f6semittel, genutzt. Genau dieser Problematik widmet sich Chemikerin Miriam Unterlass, Professorin an der Universit\u00e4t Konstanz und Adjunct Principal Investigator am CeMM Forschungszentrum f\u00fcr Molekulare Medizin der \u00d6AW, in ihrer aktuellen Studie im Rahmen ihres FWF START Projektes. Sie erkl\u00e4rt: \u201eOrganische Stoffe haben sehr viele positive Eigenschaften: Sie sind aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnbar, umweltfreundlich und vor allem extrem leicht. Mit unserem Verfahren k\u00f6nnen wir sie nun auch komplett frei von giftigen L\u00f6semitteln, sehr einfach und kosteng\u00fcnstig herstellen und nutzbar machen. In unserer aktuellen Studie haben wir uns der Erzeugung besonders por\u00f6ser Stoffe gewidmet, die f\u00fcr Herstellung von Hochleistungsmaterialien gebraucht werden, vor allem in der Industrie, zum Beispiel f\u00fcr Filteranlagen, Membranen f\u00fcr Brennstoffzellen, aber auch f\u00fcr Feuerwehrschutzbekleidung oder s\u00e4mtliche Isolationen in der Elektronik.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Die Verbindung mit Wasser<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

W\u00e4hrend anorganische Stoffe wie Salze wasserl\u00f6slich sind, sind organische Stoffe meist apolar und l\u00f6sen sich in herk\u00f6mmlichem Zustand nicht in Wasser. F\u00fcr ihr neues Verfahren erhitzten die Studienautorin Marianne Lahnsteiner, PhD-Studentin aus Unterlass\u2018 Forschungsgruppe am CeMM, und Projektleiterin Miriam Unterlass Wasser und stellten fest, dass dieses dabei auch seine F\u00e4higkeit ver\u00e4nderte. \u201eDurch das Erhitzen von Molek\u00fclen, die lediglich Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenstoff enthalten, in Wasser zwischen 180 und 250 Grad und unter Druck, k\u00f6nnen sich diese Molek\u00fcle verbinden. Je nach Temperatur und Dauer dieses Prozesses erzielen wir damit unterschiedliche Strukturen, die wir in hunderten Versuchen genau erforschen konnten\u201c, so Unterlass, \u201eso wissen wir jetzt genau, welche Strukturen durch welche, bei welcher Temperatur und Bearbeitungszeit entstehen. Die Stoffe in unserer Studie wurden gezielt als Hochleistungsmaterialien entwickelt, sind dementsprechend besonders temperaturstabil und robust.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Sieben, Filtern, Leiten<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

In einem Gramm von des von Lahnsteiner und Unterlass hergestellten Stoff sind enorme 7250 mm3<\/sup> Hohlraum. Er bietet demnach \u2013 ja nach Form – die perfekten Eigenschaften f\u00fcr Filtern, Sieben und Leiten, und das bei geringem Gewicht. Um die durch das Verfahren entstehenden Strukturen besser beobachtbar zu machen, arbeiteten die Forscherinnen mit der Forschungsgruppe von Netzwerkwissenschaftler J\u00f6rg Menche, Professor an der Universit\u00e4t Wien und ebenfalls Adjunct Principal Investigator am CeMM, zusammen. Menches Forschungsgruppe konnte mithilfe von Artificial Intelligence anhand der Mikroskopie-Bilder die entstehenden Strukturen und Muster analysieren. \u201eMithilfe von K\u00fcnstlicher Intelligenz konnten wir rasch eine Vielzahl an entstandenen Strukturen so kategorisieren, dass wir wissen, wie wir das Entstehen bestimmter Strukturen erreichen\u201c, so Lahnsteiner.<\/p>\n\n\n\n

Gr\u00fcnes Verfahren mit rund 25 Prozent Kostenersparnis<\/h3>\n\n\n\n

\u201eSmog ist ein zentrales Zeichen von Umweltverschmutzung. Chemische Prozesse sind tats\u00e4chlich leider mitverantwortlich f\u00fcr dessen Entstehung, durch die Verwendung giftiger L\u00f6semittel. Mit unserer neuen Herstellungsmethode schaffen wir eine enorm wichtige Alternative f\u00fcr die Verarbeitung organischer Stoffe, die ganz ohne solche giftigen L\u00f6semittel auskommt. Gleichzeitig werden sehr h\u00e4ufige statt seltener Elemente verwendet\u201c, so Unterlass. \u201eAu\u00dferdem ist das Verfahren sehr kosteng\u00fcnstig. Die Verwendung von Wasser im Vergleich zu giftigen L\u00f6semitteln bei der Herstellung von por\u00f6sen Materialien erspart rund 25 Prozent der Kosten. Und wir produzieren keine Schadstoffe.\u201c<\/p>\n\n\n\n

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