Funktionsmaterialien

Meso-/ Microporous Polymers

Mikro- und mesoporöse Materialien, d. h. Materialien mit Poren von nur wenigen Nanometern Durchmesser und sehr großer Oberfläche, sind für die Grundlagenforschung und industrielle Anwendungen von großem Interesse. In der Tat werden anorganische poröse Materialien wie Aktivkohle oder Zeolithe in der Industrie weithin eingesetzt, z. B. als Adsorptionsmittel, heterogene Katalysatoren oder für die Molekulartrennung. Trotz des Erfolgs dieser Materialien wird allgemein anerkannt, dass die Synthese völlig neuartiger mikro- und mesoporöser Materialien neue Möglichkeiten in aufstrebenden Technologiebereichen eröffnen würde. Von besonderem Interesse ist das Design solcher Materialien aus organischen Komponenten, da dies eine exquisite Kontrolle über die chemische Beschaffenheit der großen zugänglichen Oberflächenbereiche sowie die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Netzwerke erlaubt und die maximale Einbindung organischer funktioneller Gruppen (in Gewichts- oder Molprozent) möglich ist. Die Einführung von Porosität in organische, d. h. eher "weiche" Materialien stellt jedoch strenge Anforderungen an das resultierende Gerüst, da Polymerketten normalerweise platzsparend gepackt werden, um die intermolekularen Wechselwirkungen zu maximieren. Eine solche raumeffiziente Packung von Polymerketten kann vermieden werden, wenn hochgradig starre und verzerrte Molekularstrukturen in Polymerketten eingeführt werden. So wurden Hochleistungspolymere wie aromatische Poly(imide) und Poly(amide) und konjugierte Polymere wie Poly(thiophen) oder Poly(paraphenylen) mit zugänglichen Oberflächen von bis zu 2500 m2/g hergestellt, die vielversprechende Materialien für Anwendungen als Adsorptionsmittel, für optoelektronische Anwendungen oder als Katalysatorträger sind.