Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Chirurgie

17.04.2001


... mehr zu:
»Chirurgie »Fulleren »Helium »Molekül
Einbau von Helium und Wasserstoff in ein geöffnetes Fulleren

Seit seiner Entdeckung Anfang der neunziger Jahre hat das Buckminsterfulleren schon viele Forscher beschäftigt. Was diesen fußballförmigen Käfig aus 60 Kohlenstoffatomen unter anderem so interessant macht, ist der große Hohlraum in seiner Mitte. Es drängt sich geradezu auf, Atome oder kleinere Moleküle dort einzubauen. So könnten Materialien mit interessanten neuen Eigenschaften entstehen. Die bisherigen Syntheseansätze waren jedoch noch nicht zufriedenstellend.

Amerikanische Chemiker um Yves Rubin, Martin Saunders und Ken Houk haben einen neuen Weg eingeschlagen, um die hohlen Fußbälle zu füllen: Sie betätigen sich als "Molekular-Chirurgen". Wie bei einer Operation wird das Fulleren zunächst vorsichtig an einer Stelle geöffnet - durch eine chemische Reaktion. Wie eine chirurgische Klammer hält der Reaktionspartner das entstandene Loch offen.

Durch diese einladend aussehende Öffnung können nun kleine Teilchen eingeführt werden. Die Forscher versuchten es zunächst mit einem Atom des Edelgases Helium. Bereits unter recht milden Bedingungen (3 atm, 100 °C) lässt sich je ein Heliumatom in einen der offenen Käfige einschleusen.

Etwas schwieriger gestaltete sich die Insertion der hantelförmigen Wasserstoff-Moleküle. Das offene Fulleren, ein kristallines Pulver, musste dazu auf etwa 400 °C erhitzt und einer Wasserstoffatmosphäre von 100 atm ausgesetzt werden. Knapp 30 % der Käfigmoleküle zersetzen sich zwar unter diesen Bedingungen, von den intakten enthalten dann aber 5 % ein "Innenleben". Das mag sich nach wenig anhören, ist aber bei weitem das beste Ergebnis, was die direkte Einlagerung von Gasen in ein Fulleren angeht. "Unter extremeren Druckbedingungen sollte es möglich sein, den Anteil der eingelagerten Gasmoleküle weiter zu erhöhen," zeigt sich Rubin zuversichtlich.

Weitere Pläne sehen vor, auch größere Moleküle und Metallionen in Fulleren-Abkömmlinge einzufügen. Dazu will man die Öffnung entsprechend vergrößern. Außerdem steht noch der Schlussschritt des "chirurgischen Eingriffs" aus: Die "Wunde" muss wieder "vernäht" werden. Erste Beobachtungen stimmen optimistisch, trotz der starken Deformationen scheint das Fullerengitter wieder in seine Fußballgestalt überführbar zu sein.

Das offene Fulleren weist aber nicht nur den Weg zu neuen Materialien, es kann auch als Testsystem dienen, um den Durchtritt kleiner Moleküle oder Ionen durch enge Kanäle zu untersuchen - ein Vorgang, der in der Biologie eine wichtige Rolle spielt.

Kontakt:

Prof. Dr.Y. Rubin
Department of Chemistry and
Biochemistry
University of California
Los Angeles
CA 90095-1569
USA

Fax: (+1) 310-206-7649

E-Mail: rubin@chem.ucla.edu

Quelle: Angewandte Chemie 2001, 113 (8), 1591 - 1594
Hrsg.: Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)

Dr. Kurt Begitt | idw

Weitere Berichte zu: Chirurgie Fulleren Helium Molekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht UVB-Strahlung beeinflusst Verhalten von Stichlingen
13.12.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Mikroorganismen auf zwei Kontinenten studieren
13.12.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rest-Spannung trotz Megabeben

13.12.2017 | Geowissenschaften

Computermodell weist den Weg zu effektiven Kombinationstherapien bei Darmkrebs

13.12.2017 | Medizin Gesundheit

Winzige Weltenbummler: In Arktis und Antarktis leben die gleichen Bakterien

13.12.2017 | Geowissenschaften