Teilen: 22. 11. 2021 10:40 Neue Materialien verbessern Wasserernte aus Wüstenluft Internationales Forscherteam optimiert metallorganische Gerüste auf atomarer Ebene Der Zugang zu sauberem Trinkwasser wird in manchen Regionen immer schwieriger. Daher arbeiten Forscher:innen und Ingenieur:innen seit einigen Jahren an Methoden, Wasser aus Wüstenluft zu "ernten". Dabei spielen poröse metallorganische Materialien eine zentrale Rolle. In ihren Hohlräumen verfangen sich Wassermoleküle aus der Luft besonders gut. Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat nun die molekularchemischen Vorgänge der Wasserernte analysiert und die Materialien optimiert. Die Ergebnisse der Studie, an der auch Prof. Dr. Joachim Sauer von der Humboldt-Universität zu Berlin sowie die Humboldt-Forschungspreisträgerin Prof. Altenpflege-Messe: Gratis-Ticket sichern | Altenpflege. Laura Gagliardi mitgearbeitet haben, sind nun im Fachjournal Science erschienen. In metallorganische Materialien, auch MOFs genannt, bilden Metalle und organische Stoffe eine poröse Gerüststruktur mit besonders vielen winzigen Hohlräumen und einer hohen inneren Oberfläche.
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Sie bilden innerhalb der Hohlräume zunächst Ketten, dann Cluster und schließlich ein Netzwerk an Clustern. Wichtig war dabei auch, dass die ersten Wassermoleküle nicht zu fest mit den MOFs verbunden sind, da sonst das Wasser nicht richtig aus dem Material herausgepresst werden kann. Altenpflege messe 2021. Auf Basis all dieser Erkenntnis entwickelten die Forschenden mithilfe von Experimenten und Computermodellen MOFs, die den Wassermolekülen die Möglichkeit geben Cluster zu bilden, ohne zu fest an den organischen Stoffen zu kleben. "Die Entwicklung von wasseraufnehmenden Materialien basierte bisher auf dem Prinzip Versuch und Irrtum. Da wir jetzt verstehen, wie die molekulare Evolution von Wasserstrukturen in metallorganischen Materialen funktioniert, können wir diese auf atomarer Ebene gezielt optimieren", sagt Prof. Joachim Sauer, Co-Autor der Studie und Chemiker an der Humboldt-Universität zu Berlin. Da Wassermoleküle sich je nach Außentemperatur und Luftfeuchtigkeit anders verhalten, können mithilfe der Erkenntnisse der Studie auch MOFs erstellt werden, die für bestimmte Umweltbedingten optimiert sind und sogar in kühleren Gegenden funktionieren.
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