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Grundlagenforschung und Anwendung: von Ionenkanälen und porösen Festkörpern über "Cluster" zu Biomaterialien

English title Fundamental Research and Applications: From Ion Channels and Porous Solids via "clusters" to Biomaterials
Applicant Fromm Katharina M.
Number 146504
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Département de Chimie Université de Fribourg
Institution of higher education University of Fribourg - FR
Main discipline Inorganic Chemistry
Start/End 01.04.2013 - 31.03.2014
Approved amount 200'000.00
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All Disciplines (4)

Discipline
Inorganic Chemistry
Organic Chemistry
Physical Chemistry
Biochemistry

Keywords (11)

polymers; bioinspired materials; nanoparticles; single source precursors; hybrid materials; coordination polymer networks; calixarenes; hydrogels; crown ether ligands; biomaterials; catalysis

Lay Summary (German)

Lead
Mischmetalloxide sind wichtige Materialien im Alltag, die über Reaktionen bei sehr hohen Temperaturen und über lange Zeiten (Tage) hergestellt werden. Mit unserer Vorläufermethode wollen wir die Reaktionstemperaturen und -zeiten reduzieren, und dabei vorteilhaft auch kleinere Teilchen erhalten. Manche dieser Vorläufer besitzen spannende Eigenschaften, wie Magnetismus, katalytische Aktivität, Porosität oder antimikrobielle Eigenschaften, die wir untersuchen.
Lay summary

Teile A-C: Mischmetalloxide sind wichtige Materialien, welche oft ihre Rolle in unserem Alltag im Verborgenen spielen: z. B. Sicherungen, Dioden, Neonlampen oder Lithiumionenbatterien können solche Oxide enthalten. Ihre Herstellung ist oft teuer, da sie häufig mit sehr hohen Temperaturen einhergeht, welche über mehrere Tage gehalten werden muss. Wir möchten sowohl die Reaktionstemperaturen als auch die -zeiten reduzieren. Hierfür stellen wir sogenannte Prekursoren, also Vorläufermoleküle her, in welchen die Metallionen regelrecht vororganisiert werden. Man kann dann bereits bei milden Temperaturen und in relativ kurzer Zeit die entsprechenden Mischmetalloxide herstellen. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei den niedrigeren Temperaturen auch die Herstellung von nanoskaligem Material möglich wird, welches durchaus bessere Eigenschaften aufweisen kann. Manche dieser Prekursoren besitzen an sich schon spannende Eigenschaften, wie z.B. Magnentismus, Porosität oder katalytische Aktivität. Diese werden ebenso untersucht. 

Teil D: Manche der benutzten Metallverbindungen besitzen auch biologische Aktivität, beispielsweise wertvolle antimikrobielle Eigenschaften. Das trifft auf Silberverbindungen zu. Allerdings versteht man diese Eigenschaften noch nicht auf molekularer Ebene. Wir möchten hier einen Beitrag liefern und die Wechselwirkungen von Silberionen mit Biomolekülen untersuchen, damit man die antimikrobiellen Eigenschaften besser nutzen kann.


 


Direct link to Lay Summary Last update: 27.03.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Kinetics of ion transport through supramolecular stacks in single crystals
Assouma C. D., Crochet A., Chérémond Y., Giese B., Fromm K. M. (2013), Kinetics of ion transport through supramolecular stacks in single crystals, in Angew. Chem. Int. Ed., 17, 4682.
Polymorphism: What it is and how to identify it: a systematic review
Brog Jean-Pierre, Chanez Claire-Lise, Crochet Aurelien, Fromm Katharina M. (2013), Polymorphism: What it is and how to identify it: a systematic review, in RSC Advances, 3(38), 16905-16931.
Electron transfer in peptides: on the formation of silver nanoparticles
Kracht S., Messerer M., Lang M., Eckhardt S., Lauz M., Grobety B., Fromm K. M., Giese B., Electron transfer in peptides: on the formation of silver nanoparticles, in Angew. Chem. Int. Ed. , 54, 2912.

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Departementsseminar Individual talk Alles nano oder was? 07.01.2014 Dresden, Germany Fromm Katharina M.;
Meeting of the Italian, Spanish and Swiss Crystallographic associations Poster Multi-topic precursors for mixed-metal oxides 09.09.2013 Como, Italy Chanez Claire-Lise;


Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved
Women in Science (WINS) Workshop 25.03.2014 Fribourg, Switzerland Chanez Claire-Lise;
Promotion économique de Fribourg Talk 20.03.2014 Fribourg, Switzerland Fromm Katharina M.;
Chemie mit Globi für Kindergarten- und PrimarschullehrerInnen Workshop 12.02.2014 Fribourg, Switzerland Fromm Katharina M.;
Cours expérimental pour élèves francophones du Collège St. Michel Performances, exhibitions (e.g. for education institutions) 05.02.2014 Fribourg, Switzerland Fromm Katharina M.;
Experimentalvorlesung für deutschsprachige Schüler des Collège St. Michel Performances, exhibitions (e.g. for education institutions) 05.02.2014 Fribourg, Switzerland Fromm Katharina M.;
Groupe Industriel de Fribourg en visite à UniFR Talk 05.12.2013 Fribourg, Switzerland Fromm Katharina M.;
WElcome Day for new students Talk 13.09.2013 Fribourg, Switzerland Chanez Claire-Lise;


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
Media relations: print media, online media Portrait Horizons / SNSF International 2014

Awards

Title Year
Fellow of the American Chemical Society (first in Europe) 2013

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
117403 Chemical vapour deposition system for in situ growth and AFM/STM investigation of tailor made composite thin films and devices with new properties 01.07.2007 R'EQUIP
152777 Coordination Compounds: From Basics towards Applications in Materials and Medicine 01.04.2014 Project funding (Div. I-III)
150713 ZEBRA - a new neutron single-crystal diffractometer optimized for small samples and extreme conditions 01.11.2014 R'EQUIP
130431 Grundlagenforschung und Anwendung: von Ionenkanälen und porösen Festkörpern über schaltbare Moleküle zu Biomaterialien 01.04.2010 Project funding (Div. I-III)
152777 Coordination Compounds: From Basics towards Applications in Materials and Medicine 01.04.2014 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Based on our previous results, our project evolves naturally into new areas of research. For our metal-organic precursors for oxide materials, we obtained new Fe-clusters which possess catalytic properties, which we will fine-tune in the current project. Catalysis is also of interest in the context of silver nanoparticles, which we obtained during our investigations of coordination polymers with silver. Supramolecular materials based on crown ethers and calixarenes are investigated for e.g. ion conductivity or molecular magnet formation, respectively, while hydrogels obtained from short peptidesand hybrid materials of these with nanoparticles are studied in the context of new bio(inspired)-materials.
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