Prof. Dr. Omar M. Yaghi

Forschungsschwerpunkte: retikuläre Chemie, metallorganische und kovalente organische Gerüststrukturen, zeolithische Imidazol-Gerüste, molekulares Verweben, ultra-poröse Kristalle zur Wassergewinnung aus der Luft und zur Kohlenstoffabscheidung aus anderen Gasen und Flüssigkeiten

Omar M. Yaghi ist ein US-amerikanischer Chemiker und Materialwissenschaftler. Der Wissenschaftler hat mehrere Klassen neuer Materialien mit enorm großer Oberfläche sowie sehr geringe Dichte entwickelt, die sie für zahlreiche Aufgaben in der wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Anwendung prädestinieren. Omar M. Yaghi hat damit ein neues Feld in der Chemie, die retikuläre Chemie, eröffnet und den Anstoß gegeben, Materialien mit völlig neuen Eigenschaften zu entwickeln.

1995 gelang es Omar M. Yaghi erstmals, eine metallorganische Gerüstverbindung (metal-organic framework MOF) herzustellen, deren Metallionen über geladene organische Verbindungselemente, sogenannte Carboxylate, verknüpft sind. Das war ein Novum, denn damals waren die hybrid-organische und die anorganische Festkörpersynthese noch weit voneinander entfernt.

Die starken Metall-Carboxylat-Bindungen sorgen erstens für ein architektonisch robustes Gerüst und eine dauerhaft poröse Beschaffenheit. Zweitens können so Metall-Carboxylat-Cluster, sogenannte sekundäre Baueinheiten (SBUs), hergestellt und zu metallorganischen Strukturen mit extrem hoher Porosität weiterentwickelt werden. Die Porosität eines Stoffes oder Stoffgemischs beschreibt das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen.

Zu Beginn des Jahrtausends dehnte der Chemiker seine Forschung auf die Untersuchung von kovalenten organischen Gerüstverbindungen (covalent organic frameworks COFs) sowie von Zeolith-Imidazol-Gerüsten aus. So gelang die Herstellung von Kristallen mit ultraporöser Struktur, die über die geringste Dichte verfügen, die bis dahin bei Kristallen bekannt war. Die sehr starken Bindungen innerhalb der von Yaghi entwickelten metallorganischen und kovalenten Gerüste ermöglichen deren Anwendung im industriellen Einsatz über tausende Zyklen hinweg.

Diese ultraporösen Kristalle können genau so entwickelt werden, dass sie die Grundlage für Materialien bilden, die für die Speicherung von Wasserstoff, Methan oder Kohlendioxid eingesetzt werden können ebenso wie für die Reinigung von verunreinigter oder kontaminierter Luft. Mit Hilfe dieser hochporösen Materialien ist auch das Sammeln und Speichern von Wasser aus Wüstenluft möglich.

Omar M. Yaghis Forschung ist von hoher gesellschaftlicher Relevanz, da die so entwickelten Materialien auch im großen Maßstab genutzt werden können, um Gase oder Flüssigkeiten einerseits zu reinigen, andererseits zu sammeln und zu speichern. Dies ist für viele Disziplinen, von Arzneimittelproduktion über Energiewirtschaft bis zu Medizin und Umwelttechnologie, von Interesse.