Die guten ins Töpfchen, die schlechten ins Kröpfchen – bei erbsengroßen Gegenständen mag diese Scheidung noch visuell möglich sein. Geht es jedoch um Sortier- und Trennungsvorgänge auf molekularer Ebene, sind raffiniertere Verfahren vonnöten. Wissenschaftler von der Universität Stockholm haben die Palette der dazu geeigneten Werkzeuge nun um ein Molekularsieb mit bisher unerreichter Porenweite ergänzt, das neue Möglichkeiten bei der Stofftrennung von größeren Molekülen eröffnen soll.

Natürliches Vorbild waren die Zeolithe: eine große, variable Gruppe von Mineralen, die zu den Alumosilikaten, den siliziumhaltigen Hauptbestandteilen des normalen Erdreichs, gehören. Sie sind regelrecht von Kanälen und Hohlräumen durchsetzt und haben damit eine riesige innere Oberfläche von bis zu 700 Quadratmetern pro Gramm. Man kann auch künstliche Varianten davon herstellen. Die Porengröße hängt dann von den Ausgangsstoffen und dem Verfahren ab.

Xiaodong Zou und seine Kollegen führten eine zusätzliche Stellschraube ein, indem sie einen Teil des Siliziums durch Germanium ersetzten. Dieses Element steht im Periodensystem in der gleichen Gruppe eine Reihe tiefer. Es ähnelt in seinen chemischen Eigenschaften deshalb dem Silizium, ist jedoch schwerer und größer. Die Forscher erhielten durch ihren Kunstgriff einen Kristall mit Kanälen, deren Umriss von dreißig Germanium- und Silizium-Atomen gebildet wird, die durch einzelne Sauerstoffatome verbunden sind. Die Poren erreichen dadurch an der breitesten Stelle eine Weite von etwa 20 Angström – absoluter Rekord. Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Trennung und katalytische Umsetzung von Molekülen dieser Größe, die in bisherige Zeolithe nicht eindringen konnten.

Christian Tack