Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Seltsame Stäbchen

23.08.2006
Werden beim Strecken dicker und beim Zusammendrücken dünner: Simulationen identifizieren auxetische Moleküle

Unsere alltägliche Erfahrung lehrt uns, dass ein Gegenstand, den man streckt, dünner wird. Drückt man ihn zusammen, wird er dicker. Aber es gibt auch Materialien, die sich so ganz entgegen unserer Intuition verhalten: Sie werden beim Strecken dicker und beim Zusammendrücken dünner. Zu diesen als "auxetisch" bezeichneten Stoffen zählen einige Schäume und spezielle Kristalle. Forscher von der Bar-Ilan University und dem Israel Institute of Technology haben nun anhand quantenmechanischer Computerberechnungen erstmalig eine chemische Verbindungsklasse identifiziert, die sich bereits auf molekularer Ebene auxetisch verhält.

Werden "normale" Materialien beispielsweise von einem Ball getroffen, "fließt" das Material weg von der Aufprallzone und schwächt diese Stelle. In auxetischen Stoffen dagegen "fließt" das Material in die Aufprallzone hinein und verstärkt diese. Solche Materialien wären der richtige Stoff für kugelsichere Westen. Aber auch für die Medizintechnik ergeben sich interessante Perspektiven. Das Einführen von Implantaten sowie Stents zum Offenhalten von Blutgefäßen ließe sich erleichtern, wenn das Teil unter Druck in Querrichtung dünner statt dicker werden würde.

Bei den bisher bekannten auxetischen Stoffen ist das auxetische Verhalten eine makroskopische Eigenschaft und beruht auf einer speziellen Anordnung der Teilchen innerhalb des Materials, etwa einer bestimmten wabenartigen Struktur. Auxetisches im Nanomaßstab war bisher jedoch unbekannt.

... mehr zu:
»Molekül

Anhand quantenmechanischer Berechnungen sagt das Team um Shmaryahu Hoz nun voraus, dass es auch bestimmte Moleküle gibt, die sich auxetisch verhalten: Polyprismane nennt sich die Verbindungsklasse. Es handelt sich dabei um stäbchenförmige Moleküle, die aus mehreren aufeinander gestapelten Ringen aus drei, vier, fünf oder sechs Kohlenstoffatomen aufgebaut sind. Die Dreiring- und die Vierring-Prismane zeigen, unabhängig von der Anzahl der gestapelten Ringe, in etwa gleich große auxetische Effekte. Die Fünf- und die Sechsring-Prismane weisen einen deutlich höhreren auxetischen Effekt auf. Von allen durchgerechneten Varianten zeigte das Prisman aus vier Sechsringen den stärksten Effekt. Warum sich Prisman-Moleküle auxetisch verhalten, konnten die Forscher noch nicht eindeutig klären.

"Obwohl Prismane bereits vor mehr als 30 Jahren entdeckt wurden, hat man bisher erst wenige Vertreter dieser Klasse synthetisiert," sagt Hoz. "Wir hoffen, dass unsere Erkenntnisse ein Ansporn sein werden, weitere Prismane herzustellen und zu charakterisieren."

Angewandte Chemie: Presseinfo 33/2006

Angewandte Chemie 2006, 118, No. 36, doi: 10.1002/ange.200601764

Autor: Shmaryahu Hoz, Bar-Ilan University, Ramat-Gan (Israel), http://www.biu.ac.il/CH/faculty/hoz/hozint.html

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany.

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de
http://presse.angewandte.de

Weitere Berichte zu: 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