Novel Nanostructures Based on Imogolite Nanotubes, Their Derivatives and Applications

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Imogolit ist eine Aluminosilikat-Nanoröhre mit natürlicher Krümmung. Ihr natürlich definierter Durchmesser, die Möglichkeit der nasschemischen Synthese, sein permanentes elektrisches Quadrupolmoment und seine chemischen Eigenschaften mit internen und äußeren OH-Gruppen machen es ein interessantes Material für viele Anwendungen in der Nanotechnologie, insbesondere in wässrigen und biologischen Umgebungen. Der Durchmesser der Imogolit-Nanoröhren ist durch die unterschiedlichen Al−O und Si−O-Bindungslängen begründet, die die Nanostruktur auf natürliche Weise krümmen. Wir schlagen vor, neue Nanostrukturen, basierend auf der Imogolit-Topologie, zu untersuchen. Zunächst wollen wir die strukturellen Eigenschaften verstehen, d.h. die Chiralität und den Röhrendurchmesser, der in der Literatur kontrovers diskutiert wurde. Wir werden insbesondere Ge-Imogolit untersuchen, hier wurden vor Kurzem experimentell doppelwandige Röhren nachgewiesen. Weiterhin möchten wir alternative imogolitartige Strukturen unterschiedlicher Stoichiometrie untersuchen und Si durch Sn sowie Al durch Ga, In und Fe, substituieren. Die resultierenden Strukturen sollten die gleiche Topologie wie Imogolit haben, sich aber in ihren quantitativen Eigenschaften, z.B. Durchmesser und elektronische Eigenschaften, signifikant unterscheiden. Schließlich sollen die Adsorptionseigenschaften dieser Nanoröhren zu Ionen, Wasser, und anderen anorganischen Nanostrukturen untersucht werden, um mögliche Anwendungen auf dem Gebiet der Nanotechnologie und der Umweltwissenschaften zu evaluieren.