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Funktionswerkstoff Polymer mit metallischem Rückgrat entwickelt

Quelle: Pressemitteilung Gesellschaft Deutscher Chemiker

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Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Bisher galt: Metall oder Kunststoff, beides in einem geht nicht. Ein chinesisches Forschungsteam hat jetzt ein Polymer mit einem Nickelrückgrat entwickelt, das leitfähig sowie thermisch stabil ist und interessante opto-elektronische Eigenschaften zeigt.

Forschern der Fudan University und der East China University of Science and Technology ist die Synthese von Polymeren mit einem Nickelrückgrat mit genau kontrollierter Länge gelungen.
Forschern der Fudan University und der East China University of Science and Technology ist die Synthese von Polymeren mit einem Nickelrückgrat mit genau kontrollierter Länge gelungen.
(Bild: Wiley-VCH)

Metall-Polymere könnten die Vorteile beider Materialgruppen kombinieren und Wege zu neuartigen funktionalen Materialien eröffnen. Aufgrund der verschiedenen elektronischen Strukturen von Metall- und Nichtmetallatomen ist es jedoch schwierig, die Eigenschaften von Metallen auf Polymere zu übertragen. Einem Team der Fudan University und der East China University of Science and Technology ist nun die Synthese eines stabilen Polymers mit einem Rückgrat aus Nickelatomen geglückt.

Wie die Gesellschaft Deutscher Chemiker mitteilt, verwendete das Forschungsteam dafür eine kelchförmige Verbindung (Calixaren) mit vier Bindestellen als Gerüst für ihr Metall-Polymer. Daran knüpften sie vier Polyaminopyridin-Ketten. In Synthesezyklen, in denen Schutzgruppen und Endkappen gebunden und wieder abgespalten wurden, erreichte das Team eine gleichmäßige Länge aller Ketten. Die Stickstoffatome der so erzeugten Kettenmoleküle können Nickel binden. Ihr Abstand passt dabei genau zur Länge von Metall-Metall-Bindungen, sodass die Nickelatome eine untereinander verknüpfte lineare Reihe bilden. Die vier Polyaminopyridin-Ketten umgeben die Nickelkette helikal und stabilisieren sie. So gelang dem Team die Synthese von Polymeren mit einem Nickelrückgrat mit genau kontrollierter Länge.

Wie es heißt, könnten die neuartigen Materialien Strom leiten, sie sind thermisch stabil und lassen sich in Lösung verarbeiten. Interessant sei ihre starke, von der Länge der Kette abhängige Licht-Absorption mit schmalen Bandlücken, die vielversprechende Anwendungen in optoelektronischen Geräten und Halbleitern eröffnen könnten. Die neue Synthesestrategie soll auch auf andere Übergangsmetalle wie Kupfer und Kobalt anwendbar sein.

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