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 Kontinentalrand mit Leckage
27.03.2017 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

nachricht Neuen molekularen Botenstoff bei Lebererkrankungen entdeckt
27.03.2017 | Universitätsmedizin Mannheim

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE