Wissenschaftler nutzen uralte Chemie-Tricks, um Glas der nächsten Generation zu entwickeln

Das internationale Forschungsteam, zu Wissenschaftler der Dortmund und University Birmingham gehörten, veröffentlichte seine Ergebnisse Nature Chemistry. Studie zeigt, dass MOF-Gläser Methoden angepasst und entwickelt werden können, die denen der konventionellen Glasverarbeitung ähneln.

Forscher stellten fest, dass Zugabe kleiner Verbindungen, Natrium oder Lithium enthalten, sowohl Struktur als auch Eigenschaften Materials verändert. Diese Additive senken Temperatur, bei der Glas erweicht, und verbessern seine Fliefhigkeit Erwrmung, was Fertigung mglicherweise vereinfacht. Ergebnisse etablieren eine neue Strategie fr Design mageschneiderter MOF-Glser fr fortschrittliche Technologien.

Mgliche Anwendungen umfassen Gasabtrennung, die chemische Speicherung und spezielle Beschichtungen. Senkung Verarbeitungstemperaturen Dr.

Moegliche Anwendungen

Dominik Kubicki sagte: Glas ist seit Jahrtausenden Teil der menschlichen Zivilisation. zu modernen Glasfasern ermglichen kleine Mengen chemischer Modifikatoren eine einfachere Verarbeitung seiner funktionellen Eigenschaften. Allerdings erweichen MOF-Glser nur bei hohen Temperaturen  ber 300 C (572 F)  nahe ihrer Zersetzungstemperatur, was Fertigung erschwert und die breitere Anwendung einschrnkt.

Diese Entdeckung erschließt neue Möglichkeiten für zukünftige Hochleistungsmaterialien. Eines der bekanntesten MOF-Gläser ist ZIF-62, ein poröses Material, das geschmolzen und Glas abgekühlt werden kann, wobei Teil seiner inneren Porosität erhalten bleibt. Diese Eigenschaft macht es vielversprechend für Gasseparation, Membranen Katalyse.

Professor Sebastian Henke sagte: „Unser Ansatz ist ömmlicher Silikatgläser inspiriert: Durch Unterbrechung Netzwerkstruktur lassen sich Schmelzverhalten und die mechanischen Eigenschaften einstellen." Unsere Studie zeigt, dass derselbe Grundsatz auch auf hybride Metall-organische Gläser übertragbar ist.

Moegliche Anwendungen

Dieser Fortschritt bringt MOF-Gläser einen Schritt näher an die industrielle Fertigung Anwendungen in Gasseparation, -speicherung, Katalyse und darüber hinaus. Aufdeckung Glasstruktur Um zu verstehen, Natriumzusätze die innere Struktur Glases verändern, setzten Forscher auf fortschrittliche Charakterisierungsmethoden. Wissenschaftler University Birmingham, unter Leitung Dr.

Benjamin Gallant, führten atomare Untersuchungen des modifizierten Materials durch. Team führte zudem Hochtemperatur-Festkörper-NMR-Spektroskopie-Experimente am High-Field Solid-State Facility durch. Diese Experimente zeigten, Natriumionen in Glasnetzwerk eingebaut werden und dessen Bindungen stören. Ein weiteres Team University Birmingham, geleitet Dr.

Mario Ongkiko, nutzte KI-gestützte computergestützte Modellierung, um die komplexen NMR-Daten zu analysieren. Durch maschinelles Lernen unterstützte Simulationen wurde aufgezeigt, Natrium mit Glasstruktur interagiert, und die experimentellen Ergebnisse bestätigt.

Leistung und Energieausbeute

Die kombinierten Ergebnisse zeigen, dass Natrium mehr tut als lediglich leere Räume Material zu besetzen: Es kann einige Zinkatome ersetzen, Struktur leicht auflockern und Verhalten Materials verändern. Forscher betonen, dass weitere Arbeiten erforderlich sind, um Stabilität dieser Gläser zu verbessern, ihre Eigenschaften genauer vorherzusagen und ihre Leistung in praktischen Technologien zu bewerten.

Quelle: „Alkali-ion-modified zeolitic imidazolate framework glasses", Benjamin M. Gallant, Lennard Richter, Mario Antonio T. Ongkiko, Carlo Franke, Aleksander Kostka, Wen-Long Xue, Chinmoy Das, Jan-Benedikt Weiß, Elena Kolodzeiski, Thomas Kress, Gregor Kieslich, Tong Li, Andrew J. Morris, Dominik Kubicki Sebastian Henke, 4. Mai 2026, Nature Chemistry. DOI: 10.1038/s41557-026-02115-8