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Poröse Struktur

Uranschaum ist komplexester Kristall

Ein poröser Stoff aus Uran bricht alle Rekorde: die größten Poren, die geringste Dichte, die komplexeste nicht natürliche Struktur.
Polyedrische Elemente der MOF-Struktur. Jeder dreiarmige Eckpunkt der gezeigten Polyeder entspricht einem organischen Linker. Im Mittelpunkt jeder Kante sitzt eine Urandioxid-Einheit

Ein poröses Material auf Uranbasis beansprucht den Titel des komplexesten nicht biologischen Kristalls für sich. Wie eine Arbeitsgruppe um Peng Li von der Northwestern University in Evanston in "Science" berichtet, besteht die Struktur einerseits aus Urandioxid, andererseits aus organischen Molekülen, die drei "Arme" haben, die Urandioxid binden. Das Ergebnis ist eine so genannte metallorganische Gitterstruktur (metal-organic framework, MOF) mit der geringsten je gemessenen Dichte und vor allem einem ungewöhnlich komplexen Aufbau. Die Einheitszelle, also jenes Strukturelement, das sich im Kristall immer wiederholt, besteht aus je 816 UO2-Molekülen und dreiarmigen Verbindungsstücken.

Wie das Team berichtet, organisieren sich die Bausteine zu Kuboktaedern, die sich wiederum in pentagonalen und hexagonalen Prismen anordnen. Die Prismen bilden eine Superstruktur aus Tetraedern. Eingeschlossen in diese strukturelle Hierarchie sind Hohlräume von bis zu 6,2 Nanometer Durchmesser – der rote Blutfarbstoff Hämoglobin, bestehend aus fast 600 Aminosäuren, würde bequem in eine solche Pore hineinpassen. Neben seiner Komplexität und geringen Dichte ist das Polymer nach Berichten der Arbeitsgruppe auch temperaturbeständig bis über 500 Grad Celsius – was für eventuelle industrielle Anwendungen interessant sei. Welche das wären, ist derzeit jedoch noch unklar.

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