Materialdesign von Festkörpern

Um Designprinzipien für Funktionsmaterialien zu entwickeln, verwendet Gregor Kieslich Koordinationspolymere als Materialplattform und macht sich ihre Freiheitsgrade zu nutze.

Designprinzipien für Festkörper mit maßgeschneiderten Eigenschaften wären ein Meilenstein in der chemischen Materialforschung. Der chemische Parameterraum von Festkörpern mit molekularen Baueinheiten, etwa Koordinationspolymere, bietet hier vielversprechende Möglichkeiten. Um diesen Raum effizient zu nutzen, ist es erforderlich, Materialeigenschaften in ein Konzept einzuordnen. Aus dem Konzept ergeben sich dann Ideen für die Materialsynthese.

Bekanntes als Vorbild

Um ein Material wunschgemäß zu gestalten, liefern Festkörperchemie und -physik einen Ansatz: die Einteilung einer Materialstruktur in strukturelle und physikochemische Freiheitsgrade, die von äußeren Reizen aktiviert werden und die Responsivität des Materials dominieren. Lehrbuchbeispiele sind thermisch aktivierte, kollektive Polyederschwingungen in ZrW₂O₈, die bei erhöhter Temperatur zu einer Materialkontraktion führen, oder das Spin-Antwortverhalten Fe^II-basierter Metallkomplexe gegenüber

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