Syntese og karakterisering af funktionelle materialer.
Fagområde
Materialekemi
Videnskabsministeriets EliteForsk-rejsestipendiater
Mit ph.d.-projekt består af to delprojekter, for hvilke temaerne henholdsvis er nanoporøse netværksforbindelser og superkritisk syntese af nanopartikler. Under opholdet i Sydney lægges hovedfokus på det førstnævnte projekt, der beskrives nedenfor. Ud fra simple udgangsstoffer udvikles metoder til rationel syntese af komplicerede kemiske forbindelser. Materialernes egenskaber varierer med deres atomare struktur. Ud fra valget af reaktanter kan materialernes rumlige struktur designes, og indbygningen af funktionalitet i materialet kan styres. Det svarer til, at man designer et legohus, og dernæst opbygger det af klodser i forskellige farver og størrelser, der matcher idéen. Det målrettede design af materialer adskiller sig fra konventionel materialeforskning, der i høj grad har været empirisk baseret. Porøse netværksstrukturer udgør en hjørnesten i moderne materialekemi; især zeolitter har fundet meget stor industriel anvendelse til bl.a. cracking af olie. De kemiske reaktioner foregår inde i strukturens nanohulrum. I ph.d.-projektet arbejdes der med zeolitlignende strukturer, der indeholder svovl i stedet for ilt. Arbejdet omfatter syntese og strukturbestemmelse samt måling af fysiske egenskaber for en række nye forbindelser, der indbyrdes ligner hinanden. Målet er at kunne forudsige egenskaber af beslægtede materialer, før de syntetiseres.
Hvad er de forskningsmæssige perspektiver i dit område?
De porøse hulrum kan fungere som værtsstrukturer for fx metalkomplekser og farvestoffer eller fungere som nanoreaktorer. Zeolitter har fundet stor industriel anvendelse som katalysatorer pga. deres enorme overfladeareal. Al benzin fremstilles således ved en katalytisk proces. Udover zeolitter er der en stor interesse i molekylære koordinationspolymerer, der i høj grad muliggør, at kemiske funktionaliteter kan indbygges i strukturen. Det giver materialerne en lang række anvendelsesmuligheder, der spænder vidt fra gaslagring, herunder lagring af brint, til fremstilling af designede molekylære magneter.
Hvad skal dit rejsestipendium bruges til?
Rejsestipendiet skal bruges til at dække rejseudgifter, forsikring, opholds- og boligudgifter og løbende driftsomkostninger til projektet samt sommerskoler/konferencer.
Hvorfor har du valgt at rejse til netop det forskningsmiljø?
Professor Cameron Kepert er leder af en ekstremt dynamisk forskningsgruppe i Sydney. Kepert har stor erfaring med porøse strukturer. Jeg kan derfor trække på hans ekspertise om kirale netværksstrukturer og føje en ny dimension til mit projekt om porøse forbindelser. Der er både overlap og komplementaritet i interesser mellem Keperts gruppe i Sydney og Bo B. Iversens i Århus både mht. de kemiske systemer, der studeres, og de eksperimentelle teknikker, der anvendes. Et ophold i Keperts gruppe vil derfor give uvurderlig inspiration til mit projekt.
Hvor længe skal du være væk?
Jeg forventer at være i Sydney i 12 måneder.
Hvad forventer du at få ud af opholdet?
Jeg forventer at få en ny vinkel på mit forskningsprojekt om porøse forbindelser mht. både syntese og karakterisering. Mit mål er således at få erfaring med nogle eksperimentelle teknikker, vi ikke hidtil har benyttet i gruppen på Aarhus Universitet. Det kan komme flere af instituttets studerende til gavn på sigt.
Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?
Interessen for uorganisk materialekemi opstod som følge af inspirerende kurser på studiets første år. Motivationen for det specifikke forskningsprojekt opstod under et ophold i udlandet på 4. studieår kombineret med de eksisterende forskningsinteresser i Bo B. Iversens gruppe.
Ph.d.-projektets titel
Functional superstructure materials
Kontaktinfo
Nina Lock. Fastnet (universitetet): 8942 3893, mobil: 6177 7476. nlock@chem.au.dk
Forskningsinstitution og adresse
Kemisk Institut, Aarhus Universitet, Langelandsgade 140, 8000 Århus C
Til hvilken institution/land går rejsen?
School of Chemistry, University of Sydney, Australien