Entdeckung ebnet den Weg für schnellere Computer und langlebigere Batterien

Forscher haben ein "Rezept" entdeckt, mit dem molekulare Schalter bei Raumtemperatur funktionieren

10.06.2022 - Australien

Wissenschaftler der University of Queensland haben ein Problem geknackt, das Chemiker und Physiker jahrelang frustriert hat, und damit möglicherweise ein neues Zeitalter leistungsstarker, effizienter und umweltfreundlicher Technologien eingeleitet.

Mit Hilfe der Quantenmechanik hat Professor Ben Powell von der School of Mathematics and Physics der UQ ein "Rezept" entdeckt, mit dem molekulare Schalter bei Raumtemperatur funktionieren.

"Schalter sind Materialien, die zwischen zwei oder mehr Zuständen wechseln können, wie z. B. an und aus oder 0 und 1, und sind die Grundlage aller digitalen Technologien", sagte Professor Powell.

"Diese Entdeckung ebnet den Weg für kleinere, leistungsfähigere und energieeffizientere Technologien."

"Man kann erwarten, dass Batterien länger halten und Computer schneller laufen."

Bislang war molekulares Schalten nur möglich, wenn die Moleküle extrem kalt sind - bei Temperaturen unter minus 250 Grad Celsius.

"Aus technischer Sicht ist das ein großes Problem", sagte Professor Powell.

Mit Hilfe dieses detaillierten "Rezepts" sollten Chemiker in der Lage sein, molekulare Schalter bei Raumtemperatur zum Laufen zu bringen.

"Dies wird die Tür zu einer Fülle von technologischen Fortschritten öffnen, z. B. zur Verbesserung von MRT-Scans, die zu einer früheren Erkennung von Krankheiten wie Krebs führen könnten.

"Diese Materialien können auch für Sensoren, Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, Wasserstoff-Brennstoffzellen und als Aktoren verwendet werden, die Strom in Bewegung umwandeln können, was für Roboter nützlich wäre.

"Für all diese Anwendungen werden Materialien benötigt, die bei oder über Raumtemperatur geschaltet werden können, weshalb unsere Entdeckung so wichtig ist.

"Die Verwendung dieser Materialien wird auch die Umwelt entlasten, da der Energieverbrauch von Computern reduziert wird, was dem Kampf gegen den Klimawandel zugute kommt.

Die Forscher der UQ werden mit Chemikern der University of Sydney und der University of New South Wales zusammenarbeiten, um neue Materialien herzustellen und das neue "Rezept" zu testen.

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Originalveröffentlichung

M. Nadeem, Jace Cruddas, Gian Ruzzi, and Benjamin J. Powell; Toward High-Temperature Light-Induced Spin-State Trapping in Spin-Crossover Materials: The Interplay of Collective and Molecular Effects; J. Am. Chem. Soc. 2022

https://www.chemie.de/news/1176450/entdeckung-ebnet-den-weg-fuer-schnellere-computer-und-langlebigere-batterien.html