Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bananenförmige Moleküle bilden Flüssigkeit mit überraschenden Eigenschaften

06.08.2009
Unsere Hände verhalten sich zueinander wie Bild und Spiegelbild. Trotz ihrer Ähnlichkeit lassen sie sich nicht zur Deckung bringen.

Diese Konstellation nennt man Chiralität - ein wichtiges Grundprinzip der Natur. Gegenstände können chiral sein, auch einzelne Moleküle. Eine internationale Forschergruppe hat nun allerdings etwas Ungewöhnliches gefunden: die Chiralität einer Flüssigkeit, die aus nicht-chiralen Molekülen besteht.

"Unsere Erkenntnis widerspricht den bisherigen Erfahrungen, könnte aber von großer Bedeutung sein", sagt Prof. Dr. Carsten Tschierske von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU), Mitautor des entsprechenden Artikels im Wissenschaftsmagazin "Science".

Das Forschungsgebiet des Chemikers Carsten Tschierske berührt gleich zwei Schwerpunkte der hallschen Universität: die Bio- und die Materialwissenschaften. Seine Arbeit ist Teil des an der MLU angesiedelten Landesexzellenznetzwerks "Nanostrukturierte Materialien".

Er interessiert sich vor allem für Flüssigkristalle, wie man sie heute in Laptop- und Handy-Displays findet. Besonders die Suche nach neuen Formen von Flüssigkristallen, wie den bananenförmigen, hat es ihm angetan. Diese Flüssigkristalle besitzen ganz besondere Eigenschaften.

Der Forscher kennt sich also aus mit den entsprechenden Molekülen - und doch halten sie auch für ihn Überraschungen bereit. "Wir haben aus solchen Molekülen flüssige Substanzen hergestellt, die über größere Bereiche, also Mikro- und Millimeter-Bereiche, ausgedehnte chirale Domänen entgegengesetzter Händigkeit bilden. Die Chiralität dieser Bereiche ist dabei stärker als die größte jemals bei chiralen Molekülen gefundene. Unsere Kooperationspartner in den USA konnten diese Domänen mittels Elektronenmikroskopie erstmals detailliert untersuchen und die Ursachen für dieses Phänomen aufklären." Entscheidend sei dafür die Organisation der Moleküle. "Sie liegen in einer geordneten Struktur vor, ihre einzelnen Schichten sind dabei deformiert wie Kartoffelchips." Der Effekt an sich sei nicht neu: "Nicht-chirale Moleküle, die sich im Raum so organisieren können, dass Chiralität entsteht, sind bei kristallinen Festkörpern bekannt. Ein gutes Beispiel dafür ist Quarz. Aber der gleiche Effekt in einer Flüssigkeit? Das ist etwas Besonderes."

Chiralität macht man sich heutzutage bereits häufig zunutze. "Sie ist entscheidend für Lichtpolarisatoren, die Lasertechnik, aber auch für die Wirkung von Arzneimitteln." Gedanken über mögliche Anwendungen für die neue, soeben in "Science" publizierte Erkenntnis in Sachen Chiralität in Flüssigkeiten hält Tschierske zwar für spekulativ. "Wir betreiben Grundlagenforschung, bauen neue Moleküle, um zu sehen: Wie organisieren sie sich?", beschreibt der hallesche Forscher die Arbeit seines Teams. Einige Beispiele kann er aber dennoch nennen: "Wenn man die Chiralität in diesen Flüssigkeiten schalten, sozusagen Links- in Rechtshändigkeit ändern könnte, dann wäre dies von Interesse für Informationsübertragung, optische Computer oder 3-D-Fernsehen."

In Anbetracht ihrer interessanten Eigenschaften werden ihn dabei die sogenannten "bent-core-Moleküle", jene also in Bananenform, nicht so schnell loslassen. "Das Arbeitsgebiet ist einfach einer der innovativsten Forschungsschwerpunkte in der supramolekularen Chemie weicher Materie", erklärt Professor Tschierske. Die kleine Plastikbanane in seinem Büro dürfte daher noch häufig für Demonstrationszwecke genutzt werden.

"Science"-Veröffentlichung:
"Chiral Isotropic Liquids from Achiral Molecules",
Science Vol. 325 (2009), Seite 452 ff.
DOI: 10.1126/science.1170028
Autoren: L. E. Hough, M. Spannuth, M. Nakata, D. A. Coleman, C. D. Jones, G. Dantlgraber, C. Tschierske, J. Watanabe, E. Körblova, D. M. Walba, J. E. Maclennan, M. A. Glaser, N. A. Clark
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Carsten Tschierske
Telefon: 0345 55 25664
E-Mail: carsten.tschierske@chemie.uni-halle.de

Carsten Heckmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-halle.de
http://www.chemie.uni-halle.de/bereiche_der_chemie/organische_chemie/33685_47302/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Kobold in der Zange
17.01.2018 | Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock

nachricht Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen
16.01.2018 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Projekt "HorseVetMed": Forscher entwickeln innovatives Sensorsystem zur Tierdiagnostik

17.01.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt

17.01.2018 | Physik Astronomie

Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

17.01.2018 | Physik Astronomie