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Multifunktionale Komposite

© RSC, 2017; DOI: 10.1039/c7tc03312e



Durch die Kombination von Koordinationsverbindungen, wie CPs und MOFs, mit Mikropartikeln entstehen multifuntionale Komposite, welche eine Eigenschaftskombination der beinhalteten Komponenten aufweist. Hierüber können beispielsweise die Lumineszenz, welche vielen Lanthanid-haltigen Koordinationspolymeren inhärent ist, mit dem Magnetismus von Magnetit-Mikropartikeln kombiniert werden. Es resultieren Komposite, welche potenziell als Feuchtigkeitssensoren einsetzbar sind. Werden diese lumineszierenden Komposit-Partikel in einem organischen Lösungsmittel dispergiert, so reagieren sie mit einer Lumineszenzfarbenänderung abhängig vom Wassergehalt, wodurch dieser direkt optisch detektierbar ist.

Diese Eigenschaftskombination ist unserer Arbeitsgruppe durch die Funktionalisierung superparamagnetischer Magnetit-Mikropartikel mit den lumineszierenden Ln-N-MOFs 2[Ln2Cl6(bipy)3] · 2 bipy (Ln = Eu, Tb; bipy = 4,4'-Bipyridin) und dem Terephthalat-Netzwerk 3[Eu2(BDC)3] · 2 DMF · 2 H2O gelungen.

 


Je nach Art und Beschaffenheit des Kernmaterials und der Koordinationsverbindung können die Eigenschaften resultierender Komposite anwendungsorientiert optimiert werden. Über die Co-Sprühtrocknung von Magnetit- bzw. Eisen-Partikeln mit Titandioxid kann ein Komposit dargestellt werden, welches einen starken Magnetismus und ein weißes Erscheinungsbild aufweist. Durch die anschließende solvothermale Modifikation eines solchen Komposites mit einer Weißlicht emittierenden Koordinations wird dem System weiße Lumineszenz als Eigenschaft verliehen. Im Rahmen unserer Forschung konnte über Kombination diverser Synthesemethoden und Materialien ein ebensolcher multifunktionaler Komposit dargestellt werden, welcher aufrgund von Lichtreflexion und -refraktion sowie Lichtemission sowhol im Tageslicht als auch unter UV-Bestrahlung weiß erscheint und zudem einen starken Magnetismus aufweist. Aus diesen Gründen wird dieser Komposit auch als "All White Magnet" bezeichnet.

 

© RSC, 2020; DOI: 10.1039/c7tc03312e

 

Durch geeigente Wahl des Kernmaterials können die lumineszenzlöschende Eigenschaft einiger Substanzen für sensorische Anwendungen genutzt werden. Wird als Kernmaterial Kohlenstoff verwendet, welcher mit Lanthanid-haltigen Luminophoren beschichtet wird, so kann der resultierende Komposit durch eine mechanische Belastung die Lumineszenzeigenschaften verlieren und somit auf den Partikel wirkende Kräfte detektieren. Lesen Sie mehr hierzu im Abschnitt "Sensoren".

 


© RSC, 2020
DOI: 10.1039/D0TC03473H


© Wiley-VCH, 2019
DOI: 10.1002/adfm.201901193


© RSC, 2017
DOI: 10.1039/C7TC03312E