Bio-inspirerede nanoreaktorer

Katalyse, i løbet af hvilket et stof fremskynder en kemisk reaktion, men forbliver uændret, er af central betydning for mange industrielle processer. For at udvikle effektive katalysatorer optimeret til forskellige applikationer, forskere fra forskellige discipliner, der arbejder i Collaborative Research Center "Molecular Structuring of Soft Matter" (CRC 1176) af KIT, blev inspireret af biologiske modeller. Kemikerne kombinerede strukturen af ​​naturlige enzymer med designet af syntetiske makromolekyler.

Som rapporteret af forskerne i Journal of the American Chemical Society , deres arbejde er inspireret af strukturen af ​​metallo-enzymer, katalytisk aktive proteiner indeholdende et metal. De indsætter specifikt metalioner i en skræddersyet polymerramme. Resultaterne er katalytisk aktive enkeltkædede nanopartikler. "I de første undersøgelser disse nye multifunktionelle nanoreaktorer nåede meget lovende resultater med hensyn til både katalysatoregenskaber og produktdannelse, "siger professor Christopher Barner-Kowollik, Leder af gruppen Makromolekylære Arkitekturer ved Institut for Kemisk Teknologi og Polymerkemi (ITCP), og professor Peter Roesky, Leder af formanden for uorganiske funktionelle materialer fra KIT's Institute for Anorganic Chemistry (AOC).

De katalytisk aktive enkeltkædede nanopartikler er udviklet af det KIT-koordinerede kollaborative forskningscenter "Molecular Structuring of Soft Matter" (CRC 1176) finansieret af German Research Foundation (DFG) i tæt samarbejde med Queensland University of Technology (QUT) i Brisbane/Australien. Inden for dette kollaborative forskningscenter, forskere arbejder med teoretisk, analytisk, og syntetiske processer til specifikt at justere kædelængden eller sekvensen af ​​byggestenene i store molekyler, for eksempel. Målet er den kontrollerede strukturering af blødt stof på molekylært niveau i tre dimensioner for at opnå makromolekyler præcist designet til definerede funktioner.

Kemiske adgangskoder og molekylære væv

Inden for CRC 1176, KIT -forskere fandt også en måde at pålideligt beskytte digital overført følsom information. De kombinerede datalogi og kemikundskab, dvs. en fælles krypteringsproces og et kemisk kodeord. Det repræsenterer en kemisk forbindelse med en bestemt række byggesten og vedhæftede sidekæder. Bogstaver og tal tildeles de kemiske komponenter.

Et andet højdepunkt i CRC 1176 er todimensionale stoffer fremstillet af monomolekylære polymertråde. For at producere disse væv af et enkelt molekylært lag i tykkelse, forskerne brugte overflademonterede metal-organiske rammer, kaldet SURMOF'er, som "væver". Polymertrådene holdes sammen af ​​de kemiske kræfter som følge af vævemønsteret, sådan, at molekylvævene er lige så fleksible som konventionelle stoffer.