PhonoMOF - Phononen-Design zum Verständnis und zur Kontrolle Mechanischer und Thermischer Eigenschaften in Metall-Organischen Gerüsten

Metall-organische Gerüste (MOFs) sind eine aufstrebende Klasse von Materialen, die oft überraschende Eigenschaften wie negative Wärmeausdehnung und negative Poissonzahlen zeigen. Die porösen Gerüste bestehen aus schweren metallischen Knoten, die durch leichte und flexible organische Komponenten verbunden sind. Nicht selten haben diese Materialien innere Oberflächen in der Größenordnung von mehreren tausenden Quadratmetern pro Gramm. Neben den eher traditionelleren Anwendungen von MOFs (Separation und Adsorption von Gasen und Katalyse), die die riesigen Mengen an internen Oberflächen ausnutzen, besteht auch immer mehr Interesse daran, MOFs in funktionellen Geräten zu integrieren. Allerdings ist dafür das Wissen um die mechanischen, elektrischen, thermischen, etc. Eigenschaften unbedingt erforderlich und wie diese Eigenschaften von verschiedenen strukturellen Aspekten abhängen. Aus diesem Grund, zielt das Projekt darauf ab, vor allem die mechanischen und thermischen Eigenschaften von MOFs zu erforschen, die beide im Phononen-Bild der Festkörperphysik beschreiben werden können. Darüber hinaus werden anharmonische Effekte wie die Wärmeausdehnung der Materialien in einer kombinierten Herangehensweise aus experimenteller Charakterisierung und theoretischer Modellbildung untersucht werden.