Piezo-Angetriebene MOF@SAW Chips
| Konsortium: | |
| Priv. Doz. Dr. Harald Oberhofer, Garching Technische Universität München Lehrstuhl für Theoretische Chemie | |
| Prof. Dr. Achim Wixforth, Augsburg Universität Augsburg Lehrstuhl für Experimentalphysik I | |
| Prof. Dr. Dirk Volkmer, Augsburg Universität Augsburg Lehrstuhl für Festkörperchemie | |
| Projekt: | Piezo-Angetriebene MOF@SAW Chips |
| Zusammenfassung: | Das Konsortium Oberhofer/Volkmer/Wixforth entwickelt neuartige piezo-responsive Koordinations-Gerüstverbindungen, die auf einem Akustischen Oberflächenwellenchip (engl.: Surface-Acoustic Wave (SAW) device) platziert werden, um mit diesem die E-Feld-Gitterdynamik anzuregen und zu untersuchen. Zu den neuen piezo-responsiven Gerüstverbindungen zählen ungebundene molekulare Rotoren (uR) in starren Gerüstverbindungen (uR@rCFs), axial montierte Rotoren (amR) in starren Gerüstverbindungen (amR@rCFs), sowie Koordinationsverbindungen mit internen (molekularen) Scharnieren, die extrem große piezoelektrische Effekte zeigen. Gezielt hergestellte MOF@SAW-Chips mit piezo-responsiven Gerüstverbindungen erfüllen einen doppelten Zweck: zum einen sollen strukturelle Änderungen in der Gerüststruktur herbeigeführt werden (z.B. extreme piezoelektrische Verzerrungen der Gerüste oder stimulierte Drehungen von gerüstgebundenen Rotoren); Zum anderen sollen mittels MOF@SAW-Chip dielektrische Eigenschaften der Gerüstverbindung gemessen werden. Mittels theoretischer Untersuchungen auf unterschiedlichen Stufen sollen die spontane Polarisation der Gerüstverbindungen und deren dielektrische Eigenschaften modelliert werden. Für letzteres sollen Tight-Binding-Methoden sowie Kraftfeld-basierte MD-Simulationen eingesetzt werden, um beispielsweise Phänomene des aktivierten und gerichteten Massentransports beschreiben zu können. Im Rahmen dieser Untersuchungen soll auch ein neuartiges polarisierbares Kraftfeld eingeführt werden, mit dem sowohl die elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen den Gerüstbausteinen, als auch die Wirkung externer statischer und dynamischer elektrischer Felder auf die Gerüstverbindungen akkurat dargestellt werden können. |
| Publikationen: | |
| B. Paschke, A. Wixforth, D. Denysenko, D. Volkmer „Fast Surface Acoustic Wave-Based Sensors to Investigate the Kinetics of Gas Uptake in Ultra-Microporous Frameworks“ ACS Sens. 2017, 2, 740-747 DOI: 10.1021/acssensors.7b00014 | |
| B. Paschke, D. Denysenko, B. Bredenkötter, G. Sastre, A. Wixforth, D. Volkmer „Dynamic Studies on Kinetic H2/D2 Quantum Sieving in a Narrow Pore Metal‒Organic Framework Grown on a Sensor Chip“ Chem. Eur. J. 2019, 25, 10803-10807 DOI: 10.1002/chem.201900889 |