{"id":318655,"date":"2021-11-16T13:55:00","date_gmt":"2021-11-16T12:55:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=318655"},"modified":"2021-11-16T13:55:00","modified_gmt":"2021-11-16T12:55:00","slug":"gruene-chemie-einblicke-in-die-mechanochemische-synthese-an-bessy-ii","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/gruene-chemie-einblicke-in-die-mechanochemische-synthese-an-bessy-ii\/","title":{"rendered":"\u201eGr\u00fcne\u201c Chemie: Einblicke in die mechanochemische Synthese an BESSY II"},"content":{"rendered":"\n

In der Mechanochemie werden die Reagenzien fein gemahlen und gemischt, so dass sie sich auch ohne L\u00f6sungsmittel zum gew\u00fcnschten Produkt verbinden. Durch den Verzicht auf L\u00f6sungsmittel k\u00f6nnte diese Technologie in Zukunft einen wichtigen Beitrag zur “gr\u00fcnen”, umweltfreundlichen Herstellung von Chemikalien leisten. Allerdings gibt es noch gro\u00dfe L\u00fccken im Verst\u00e4ndnis der Schl\u00fcsselprozesse, die bei der mechanischen Behandlung und Reaktion ablaufen. Ein internationales Team unter Leitung der Bundesanstalt f\u00fcr Materialforschung (BAM) hat nun an BESSY II eine Methode entwickelt, um diese Prozesse in situ mit R\u00f6ntgenstreuung zu beobachten, so Helmholtz-Zentrum Berlin in einer Pressemeldung<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

Chemische Reaktionen basieren oft auf dem Einsatz von L\u00f6sungsmitteln, die die Umwelt belasten. Doch viele Reaktionen k\u00f6nnen auch ohne L\u00f6sungsmittel ablaufen. Dies ist der Ansatz der Mechanochemie, bei dem Reagenzien sehr fein gemahlen und miteinander vermischt werden, so dass sie miteinander reagieren und das gew\u00fcnschte Produkt bilden.  Der mechanochemische Ansatz ist nicht nur umweltfreundlicher, sondern m\u00f6glicherweise auch billiger als klassische Synthesemethoden. Die International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) z\u00e4hlt die Mechanochemie daher zu den 10 chemischen Innovationen, die unsere Welt ver\u00e4ndern werden. Das volle Potenzial dieser Technologie kann jedoch erst dann ausgesch\u00f6pft werden, wenn die Vorg\u00e4nge bei der mechanischen Behandlung genauer verstanden werden, so dass man sie pr\u00e4zise steuern und kontrollieren kann.<\/p>\n\n\n\n

Doch was genau bei der mechanischen Behandlung passiert und wie die Reaktionen ablaufen, ist schwierig zu untersuchen. Traditionell wird dazu die Reaktion gestoppt und das Material zur Analyse “ex situ” aus dem Reaktor entnommen. Viele Systeme setzen ihre Umwandlung jedoch auch nach dem Stoppen des Mahlvorgangs fort. Solche Reaktionen k\u00f6nnen nur durch direkte Untersuchung der Reaktion in situ w\u00e4hrend der mechanischen Behandlung untersucht werden.<\/p>\n\n\n\n

Zeitaufgel\u00f6stes in situ Monitoring<\/h3>\n\n\n\n

Nun hat ein internationales Team mit Dr. Adam Michalchuk und Dr. Franziska Emmerling von der Bundesanstalt f\u00fcr Materialforschung (BAM) sowie Teams der Universit\u00e4t Cambridge und der Universit\u00e4t Parma an der \u03bcSpot-Beamline von BESSY II eine Methode entwickelt, um in situ und w\u00e4hrend der mechanischen Behandlung Einblicke zu gewinnen.<\/p>\n\n\n\n

Dazu nutzte das Team eine Kombination aus miniaturisierten Mahlbechern in Verbindung mit Innovationen in der R\u00f6ntgenpulverdiffraktometrie und modernsten Analysestrategien, um die Qualit\u00e4t der Daten aus dem zeitaufgel\u00f6sten in situ Monitoring (TRIS) deutlich zu erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n

Winzigste Probenmengen<\/h3>\n\n\n\n

“Selbst mit au\u00dfergew\u00f6hnlich kleinen Probenmengen erhalten wir eine genaue Zusammensetzung und Struktur jeder Phase im Verlauf der Reaktion”, sagt Michalchuk. Sogar mit nur wenigen Milligramm waren gute Ergebnisse m\u00f6glich. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen sie die Kristallgr\u00f6\u00dfe und andere wichtige Parameter bestimmen. Diese Strategie l\u00e4sst sich auf alle chemischen Spezies anwenden, ist einfach zu implementieren und liefert selbst mit einer Synchrotronquelle niedriger Energie hochwertige Beugungsdaten.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDies bietet einen direkten Weg zur mechanochemischen Untersuchung von Reaktionen mit knappen, teuren oder toxischen Verbindungen\u201c, sagt Emmerling.<\/p>\n\n\n\n

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