Seltene Rohstoffe nutzbar machen
Seltene Rohstoffe sind in der Wissenschaft sehr begehrt, insbesondere in neueren Disziplinen wie bei synthetisch hergestelltem kristallinem molekularen 3D Material. Spezifische kristalline Materialien besitzen wichtige Eigenschaften wie Magnetgedächtnis oder Fluoreszens. Doch Abbau und Verarbeitung dieser seltenen Rohstoffe können sehr teuer sein und der Umwelt schaden. Das mit Mitteln der EU finanzierte Projekt Recrysteng ("Rare earth crystal engineering") verwendet einen neuen Ansatz für die Entdeckung und Verarbeitung dieser Rohstoffe. Ein wichtiger Aspekt des Projekts war die Senkung der Produktionskosten, die mit Energie, Lösungsmitteln und Spezialausrüstung einhergehen, die für den Abbau und die Synthetisierung dieser neuen Rohstoffe notwendig sind. Dieser Ansatz einer grünen Chemie wurde erfolgreich angewendet, indem lösungsmittelfreie Präparationstechniken wie Schleifen und Nassmahlen in Kugelmühlen eingesetzt wurden. Diese Methoden eignen sich für eine volumenreiche, energiearme Produktion der neuen kristallinen Materialien aus seltenen Erden. Eines der wichtigsten Ergebnisse war die erfolgreiche Synthetisierung einer Reihe neuer Materialien aus seltenen Erden wie ein neuer Typ Melamin. Einige der neuen Verbindungen weisen bemerkenswerte elektromagnetische Eigenschaften auf, wie elektromagnetisches Gedächtnis bei niedrigen Temperaturen und fluoreszierende Eigenschaften bei ungewöhnlich langen Lebenszeiten. Die thermische Stabilität, leichte Verfügbarkeit und vereinfachte Verarbeitungsverfahren wie Schleifen, haben diese neue Klasse von Verbindungen in potenzielle Hightech-Werkstoffe gewandelt. Dazu gehören hochleistungsfähige seltene Erdmagneten, wichtige Bestandteile für die Herstellung besonders effizienter optischer Fasern oder lumineszierendes Material zur Übertragung von Informationen oder Licht. Diese Materialien können Kommunikationstechnologien und Mikroelektronik ermöglichen, zwei wichtigen Wettbewerbssektoren in der EU. Aufgrund seiner Interdisziplinarität hat das Projekt mehrere fruchtbare Partnerschaften und Projekte zusammengeführt, an denen sich Wissenschaftler und Industriebetriebe mit fortschrittlicher wissenschaftlicher Erfahrung in verschiedenen Bereichen beteiligen. Recrysteng hat erfolgreich einen neuen synthetischen Weg für eine beträchtliche Reihe von Materialien aus seltenen Erden mit wichtigen neuartigen elektromagnetischen und strukturellen Eigenschaften geebnet. Außerdem trägt der neue Ansatz zur Entwicklung funktionellen molekularen Materials und von Polymeren dazu bei, diesen Bereich der Chemieindustrie umweltfreundlicher zu machen. Es wurde ein sehr wettbewerbsfähiges Netzwerk in diesem Bereich geschaffen, das ein großes Potenzial besitzt, die Forschungsaktivitäten auch über das Projektende hinaus fortzusetzen.