Leitbild

Unsere Aufgabe ist es, neuartige Funktionsmaterialien zu entwickeln, zu modifizieren und hinsichtlich ihrer Anwendung in sozioökonomisch wichtigen Bereichen wie nachhaltige Energie, Umwelt und Medizin zu untersuchen. Wir sind insbesondere bestrebt, die Beziehungen zwischen Struktur und Eigenschaften zu entschlüsseln, die Dynamik der Grenzflächeneigenschaften zu enthüllen und die wichtigsten mechanischen Schritte bei katalytischen Reaktionen zu identifizieren. Dabei bemühen wir uns fortschrittliche Synthesetechniken synergetisch mit eingehenden grundlegenden und angewandten Studien an Modellsystemen zu kombinieren.

Unsere Forschung

Maßgeschneiderte Synthese von neuartigen funktionellen Materialien

Wir synthetisieren und charakterisieren Nanokohlenstoffe (CNTs, Graphen, Aerographit), niedrigdimensionale anorganische Materialien (z. B. POMs, 2D-Materialien), metallorganische Gerüststrukturen (MOFs und MOCHAs) sowie mikro- und mesoporöse Materialien (Oxide, Nitride, Zeolithe, bioaktive Gläser). Dabei konzentrieren wir uns auf die Kontrolle von Morphologien und Grenzflächen (z. B. z. B. anorganisch-anorganische, nanokohlenstoff-anorganische, Nanokohlenstoff-Polymer-Hybride), auf optoelektronische Modifikationen (z.B. Dotierungen, chemische Funktionalisierungen) sowie auf den Einbau von Mesoporen (z. B. durch maßgeschneiderte Co-Blockpolymere). Zum Beispiel war die Gruppe maßgeblich an der Einführung und Entwicklung von nanokohlenstoff-anorganischen Hybridmaterialien als neue Klasse funktioneller Verbundwerkstoffe beteiligt.

Grundlegende Studien

Die Materialien werden mit einer Reihe modernster Techniken strukturell und funktionell charakterisiert, darunter Spektroskopie (transientes PL, CIMPS/EIS, DETPM, IR/RAMAN/DRS, UPS/XPS, Festkörper-NMR), Mikroskopie (SEM, TEM, AFM), Beugung (WAXS/SAXS) und andere (BET/BJH, TGA, DSC, dynamische Chemisorption). Die Gruppe ist besonders an der Entwicklung von Modellsystemen interessiert, die Reaktionsmechanismen, Deaktivierung im Frühstadium, Adsorptions-/Diffusionskinetik und Ladungs-/Energietransferdynamik an Fest-Fest-, Fest-Flüssig- und Fest-Gas-Grenzflächen aufdecken, wofür wir einzigartige In-situ-Techniken entwickeln.

Angewandte Studien

Die Materialien werden für Anwendungen in den Bereichen nachhaltige Energie (z. B. Solare Erzeugung von Wasserstoff, Umwandlung von CO2 durch Sonnenenergie in erneuerbare Kraftstoffe,  Hybrid-Photovoltaik), Umwelt (z. B. Wasserreinigung, CO₂-Reduzierung und Sensoren) und Medizin (z. B. bioaktive Gläser, Photooxidation, antibakterielle Beschichtungen) getestet und bewertet. Wir stellen (photo/elektro)-katalytische Reaktoren her, führen Langzeit-Leistungstests durch und tragen durch Parametrisierung und Modellierung zu einer besseren Vergleichbarkeit der Ergebnisse in der Community bei.

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