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 Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics