Kemisten Dr. Lars Borchardt och hans team vid TU Dresden nådde nyligen ett enormt genombrott i syntesen av nanografer. På grund av deras unika elektriska, termiska och mekaniska egenskaper, kolmodifieringsgrafen och dess småbröder, nanograferna är kända som ett mycket lovande material för tillämpningar inom elektronik, sensorteknik och energilagring. Dock, eftersom syntesen av nanografer och grafen -nanoribbon fortfarande är ganska dyr och miljömässigt ohållbar, det finns bara få industriella tillämpningar. Dr Borchardts innovativa metod för en mekanokemisk syntes av nanografer har säkert banat väg för en säkrare, enklare och mer hållbar väg för syntes av alternativa elektroniska och solenergimaterial.

Kulkvarnar istället för lösningsmedel - det här är utgångspunkten för forskningen av Dr. Lars Borchardt och hans yngre forskargrupp "Mechanocarb" vid fakulteten för kemi och livsmedelskemi vid TU Dresden sedan 2015. Gruppen finansieras av Federal Ministry of Education and Reserach (BMBF) och är ett projekt av finansieringsinitiativet "Materialforschung für die Energiewende". Deras gemensamma mål är att etablera mekanokemi som en resurs-, energi- och tidseffektiv syntesmetod mot kolbaserade elektrodmaterial. Doktoranden Sven Grätz lyckades nyligen bevisa att de är på rätt väg:resultaten av hans avhandling om den mekanokemiska Scholl -reaktionen publicerades i den kända onlinetidsskriften Kemisk kommunikation .

Det kan tyckas paradoxalt att föreställa sig att de destruktiva krafterna hos en kulkvarn kan hjälpa till att skapa komplexa molekyler. Dock, Borchardt och hans team har gjort just det. Mycket aromatiska molekylsystem (mycket aromatiska i kemi betyder system med ett stort antal konjugerade bindningar som är mycket stabila) såsom nanografer är kända för sin dåliga löslighet. Därför, de är svåra att syntetisera i traditionella kemiska metoder, som kräver ett lösningsmedel. Borchardt -gruppen arbetar uteslutande med de intensiva mekaniska krafterna hos kulkvarnar. De enorma krafterna i bruken initierar en kemisk reaktion där en hexafenylbensenprekursor omvandlas till ett fullständigt aromatiskt system. Denna metod representerar inte bara en mycket enklare, säkrare och mer hållbart alternativ till konventionella kemiska synteser, det öppnar också upp nya sätt:"Vi kan också bredda genomförbarheten av denna berömda reaktion mot molekyler som är olösliga, "förklarar Borchardt.

TUD -forskarna lyckades syntetisera de triangulära formade C60 samt C222 riktmärke nanografer inom mycket kort tid och med jämförelsevis liten ansträngning. Nu fortsätter de sin mekanokemiska forskning i syfte att producera ännu större molekyler som grafen -nanoribbon som är anpassningsbara för tillämpning. De senaste fynden från Borchardt -gruppen kommer säkert att bidra med nya aspekter till sökandet efter nytt elektroniskt och solenergimaterial och även för att lösa några av hindren för kemisk syntes genom att eliminera lösningsmedel.