Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Gel auf Befehl

05.09.2005


Wechsel zwischen Flüssigkeit und Gel: Konformationsänderung molekularer Aggregate in Abhängigkeit vom Gegenion



Verdrillte Nanostrukturen sind ein wichtiges Motiv in der Biologie, man denke nur an die DNA-Doppelhelix und an Proteine, bei denen schraubenförmige Bereiche wichtig für die Funktion sind. Forscher sind bemüht, künstliche Helices herzustellen, die für nanotechnologische Anwendungen interessant sein können. Koreanischen Forschern ist es nun gelungen, ein molekulares System zu kreieren, das sich sogar "auf Befehl" zu Helices anordnet - und dabei die zunächst flüssige Lösung in ein Gel verwandelt.

... mehr zu:
»Flüssigkeit »Gel »Helices »Molekül


Das Team um Myongsoo Lee an der Yonsei University in Seoul entwarf einen speziellen Molekültyp als Grundbaustein für die Helices. Es handelt sich dabei um einen Grundkörper aus drei aromatischen Ringen, der wie ein Bumerang gebogen ist. Am mittleren Ring hängt eine lange verzweigte Seitenkette. Wird ein Silbersalz zu einer Lösung dieser Moleküle zugegeben, bildet sich eine Komplexverbindung zwischen den Molekülen und den positiv geladenen Silberionen: Die "Bumerangs" nehmen die Silberionen regelrecht in die Zange. Ist das negativ geladene Gegenion des Silbersalzes Bortetrafluorid (BF4-), stapeln sich die Komplexe zu langen gewundenen Säulen. Die BF4- -Ionen passen nämlich genau in den Hohlraum, der im "Bauch" dieser Helices frei bleibt, und stabilisieren sie. Erstaunliches passiert nun: Die Flüssigkeit erstarrt zu einer geleeartigen Masse. Wie das? Wie sich zeigte, aggregieren die Helices zu regelrechten Faserbündeln, sie sich ineinander verheddern und so ein verflochtenes dreidimensionales Netzwerk bilden. Die Flüssigkeit bleibt fest in dieses faserige Gerüst eingelagert - ein Gel, eine Art Zwischending zwischen Flüssigkeit und Feststoff, entsteht.

Gibt man nun ein Fluorsalz zu dem Gel, verflüssigt es sich wieder. Grund ist die enorme Anziehungskraft, die die Fluoridionen (F- ) auf die Silberionen ausüben und sie so aus den Komplexen herauslocken. Die faserigen Aggregate zerfallen wieder in einzelne Moleküle. Der Effekt ist umkehrbar, wenn die Fluoridionen durch Zugabe bestimmter anderer Salze abgefangen werden.

Gibt man zu dem Gel Salze mit dem Anion C2F5CO 2-, verflüssigt es sich ebenfalls wieder. Wie elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen, steckt hier etwas Anderes hinter dem beobachteten Phänomen. Die Komplexe zerfallen nicht in einzelne Moleküle, sondern ordnen sich zu einer anderen Struktur an. Statt der verflochtenen helicalen Säulen entstehen einzelne Zickzack-artig erscheinende Bänder. Der Grund für den Strukturwandel liegt in der Größe des Anions: C2F5CO 2- ist größer als die BF4- -Ionen und passt damit nicht in den Hohlraum der Helices, die nun nicht mehr stabilisiert werden. Ein neuer Typ eines "intelligenten" Nanomaterials ist damit geboren, dessen Eigenschaften ganz allein über die Wahl des Gegenions geschaltet werden können.

Autor: Myongsoo Lee, Yonsei University, Seoul (Korea)

Angewandte Chemie: Presseinformation 34/2005

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de
http://csna.yonsei.ac.kr/director/index.htm
http://www.angewandte.de

Weitere Berichte zu: Flüssigkeit Gel Helices 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