Reaktoren, in denen Pharmaka, Lebensmittelzusätze, Dünger, Pestizide und andere organische Wirkstoffe mit Hilfe von Katalysatoren hergestellt werden, sind künftig nur noch nanometergroß (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter). Entwickelt haben die winzigen Gefäße aus Titandioxid Forscher an der Russischen Universität der Völkerfreundschaft in Moskau. Sie haben die Form eines Würfels, dessen Wände so dünn sind, dass Licht nahezu ungehindert einfallen kann. Das ist das Geheimnis der Russen: Die katalytische (reaktionsbeschleunigende) Wirkung des Titandioxid wird durch ultraviolette Strahlen vervielfacht. Photokatalyse nennt sich das in der Sprache der Chemiker.


Bild: Allen Dressen

Reaktionen bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck

Die Reaktionen in den winzigen Reaktoren laufen bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck ab. In herkömmlichen Reaktoren, die die gleichen Produkte herstellen, herrschen dagegen oft höllische Temperaturen und Drücke, weil die Ausgangsstoffe sonst nicht miteinander reagieren. Trotzdem ist die Nano-Methode 28 Mal effektiver als die klassische.

Es beginnt mit Hämatit-Würfeln

Rafael Luque, Direktor des Zentrums für molekulares Design und für die Synthese innovativer Präparate für die Medizin und sein Team benötigten zwei Jahre, um die Würfel zu entwickeln. In einem ersten Schritt formen die Chemiker einen Nano-Würfel aus Hämatit, einem speziellen Eisenoxid, das in der Natur in großen Mengen vorkommt. Dessen Flächen überziehen sie mit einer nanometerdicken Schicht aus Titandioxid. Jetzt ätzen sie den Hämatit mit Salzsäure weg. Übrig bleibt eine würfelförmige Hülle aus Titandioxid, die jetzt noch gesintert, also erhitzt wird. Nötig ist dazu eine Temperatur von mehr als 500 Grad Celsius. Außerdem muss der Prozess in einem Gemisch aus den Gasen Wasserstoff und Argon ablaufen-


Millionen Würfel produzieren parallel

„Unsere Würfel lassen sich leicht herstellen, sind sehr haltbar und können für unterschiedliche Reaktionen genutzt werden“, so Luque. Wenn es darum geht, größere Mengen eines Materials herzustellen, arbeiten tausende oder gar Millionen Nanowürfel parallel. Luques Team gelang es unter anderem, Benzimidazol herzustellen. Das ist ein wichtiges Ausgangsmaterial für die Synthese von Medikamenten, Farben und Kunststoffen. Obwohl das Sonnenlicht ultraviolettes Licht enthält entschieden sich die Forscher für einen Halogenstrahler, der leichter zu handhaben ist als die Sonne.

via Phys.org

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1 Kommentar

  1. Björn

    16. Oktober 2018 at 09:21

    Hallo,
    fühl mich grad nen bisschen blöd weil ich auf einen Fehler Hinweisen möchte…
    Deshalb vorab, VIELEN DANK für den Super Blog!!! Ich bin seit über einem Jahr begeisterter Leser.
    Echt Top!

    Jetzt zum Klugscheißern ;o) Ein Nanometer ist ein „millionstel Meter“!
    https://de.wikipedia.org/wiki/Vors%C3%A4tze_f%C3%BCr_Ma%C3%9Feinheiten

    Schöne Grüße, Björn

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