MOFs mit Bürstenstruktur: Entropie als Schlüssel zur Wasserabweisung Foto: KIT Mithilfe von Kohlenwasserstoffketten lassen sich auch metallorganische Gerüstverbindungen verändern. Ein solches Verfahren ist am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Indian Institute of Technology Guwahati (IITG) kürzlich entwickelt worden. Im Fachmagazin Materials Horizon berichten die Forschenden, wie sie mit ihrer Methode aus den sogenannten MOFs (Abkürzung aus dem Englischen für metal-organic frameworks) ein neuartiges Oberflächenmaterial geschaffen haben, das Wasser fast vollständig abweist. MOFs bestehen aus Metallen, die durch Verbindungsstreben aus organischen Molekülen zu Netzwerken mit leeren Poren verbunden sind. Somit sind ihre Volumeneigenschaften vielseitig einsetzbar. Doch auch die Außenflächen der kristallinen Materialien bieten einzigartige Möglichkeiten: Das Forschungsteam verankerte Kohlenwasserstoffketten auf dünnen MOF-Filmen. Dabei wurde ein Wasserkontaktwinkel von mehr als 160 Grad Celsius beobachtet – je größer der Winkel, den die Oberfläche eines Wassertropfens mit einem Substrat bildet, desto wasserabweisender ist das Material. „Unsere Methode erzeugt superhydrophobe Oberflächen mit Kontaktwinkeln, die deutlich höher sind als die anderer glatter Oberflächen und Beschichtungen“, sagt Prof. Christof Wöll vom Institut für Funktionelle Grenzflächen des KIT. Für die wasserabweisende Eigenschaft wesentlich: ein Zustand der Unordnung, den die Wissenschaft „Zustand hoher Entropie“ nennt. Laut Wölls Team entsteht dieser durch die bürstenartige Anordnung der Kohlenstoffwasserstoffketten auf den MOFs. Salzwasser lässt Südpolareis schrumpfen Aufgrund der Veränderung des Erdklimas beobachten Forschende besonders, wie sich die Arktis und Antarktis verändern. Eine Studie im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences eines Forschungsteams der Southampton University zeigt, dass der Salzgehalt in der oberen Schicht des Südpolarmeers seit 2015 ansteigt. Hierfür wurden Daten des Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) ausgewertet. Seit den 1980er Jahren hat sich das Meer rings um die Antarktis ausgedehnt. Außerdem gab es keine großen Wasserflächen, die eisfrei oder nur von einer sehr dünnen Schicht Meereis bedeckt sind – sogenannte Polynyas. Seit 2015 gibt es eine Trendwende: Polynyas sind zurück und das Meereis im Südpolarmeer schwindet. Eigentlich ist diese oberste Schicht salzarm und kalt, während sich unter ihr wämeres, salzigeres Wasser befindet. Aufgrund der schwächer werdenden Trennung, könne so aus den Tiefen wärmeres, salziges Wasser nach oben gelangen und das Meereis weiter schmelzen lassen. Kleine Mutation mit großer Wirkung Eine einzelne, unscheinbar wirkende genetische Veränderung könnte erklären, warum Menschen anfälliger für Krebs sind als ihre nächsten tierischen Verwandten: die Schimpansen. Ein Forschungsteam rund um Brice Wamba von der University of California, Davis, zeigt in einer Studie im Journal Nature Communications, dass sich ein zentrales Immunprotein namens Fas-Ligand (FasL) bei Schimpansen und Menschen unterscheidet: Während bei Schimpansen an einer bestimmten Stelle im Protein die Aminosäure Prolin sitzt, tragen Menschen dort Serin. Foto: ESA/AOES Medialab 27 MELDUNGEN VAA MAGAZIN AUGUST 2025
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