Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemische Forschung: Begehrte Kohlenstoffmoleküle kontrolliert herstellen

05.03.2002


Chemiker der Universität Göttingen und des Boston College in Massachusetts (USA) haben eine neue Methode zur gezielten Erzeugung stabiler kugelförmiger Kohlenstoffmoleküle - so genannter Fullerene oder auch "Buckyballs" - entwickelt. Die Forschungsergebnisse werden in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science vorgestellt. Die symmetrisch aus fünf- und sechsgliedrigen Ringen von Kohlenstoffatomen aufgebauten millionstel Millimeter kleinen Moleküle können, chemisch leicht verändert, elektrischen Strom ohne Widerstand bei einer vergleichsweise hohen Temperatur leiten. In ihre industrielle Nutzung setzen Computerhersteller, Werkstoffexperten, aber auch Mediziner große Hoffnungen. Bisher war der Herstellungsprozess jedoch mühsam, die Ausbeute gering. Mit dem in Göttingen und Boston entwickelten Verfahren läßt sich die Produktion von Fullerenen erstmals kontrolliert planen. Prof. Dr. Armin de Meijere vom Institut für Organische Chemie der Georg-August-Universität: "Die Ausgangsmaterialien sind kommerziell erhältlich, das Verfahren ist jederzeit reproduzierbar."

Bisher haben Wissenschaftler "Buckyballs" hergestellt, indem Graphit - neben den Diamanten eine natürliche Existenzform reinen Kohlenstoffs - in einer Heliumathmosphäre im elektrischen Lichtbogen ver-dampft wurde. Die im dabei entstandenen Ruß erzielte Ausbeute von Fullerenen, eine Mischung von C60- und C70-Molekülen, betrug lediglich 14 Prozent. Jetzt haben die Chemiker aus den USA und aus Göttingen ein Verfahren entwickelt, mit dem sie in zwölf Schritten kontrolliert C60-Moleküle - Fullerene aus 60 Kohlenstoff-Atomen - produzieren können. Der letzte Schritt wird dabei am Institut für Organische Chemie der Universität Göttingen von Prof. de Meijere und seinem Mitarbeiter Hermann Wegner vollzogen: Im Hochvakuum bricht bei 1.100 Grad Celsius eine in den elf vorausgegangenen Arbeitsschritten vorbereitete Verbindung aus Kohlenstoff, Chlor und Wasserstoff im Bruchteil einer Sekunde auseinander: Die Chlor- und Wasserstoffatome werden freigesetzt, und die Kohlenstoffatome schließen sich zu den erwünschten stabilen Ringen der Fullerene zusammen.

Angestoßen wurde die Zusammenarbeit mit dem amerikanischen Chemiker Lawrence T. Scott und seinem Team durch einen Auslandsaufenthalt von Hermann Wegner, der Teile seiner Diplomarbeit am Boston College im Rahmen eines Fulbright-Stipendiums schrieb. Inzwischen wurde die Zusammenarbeit ausgebaut, Prof. Scott war als Humboldt-Preisträger bereits dreimal zu Gast am Göttinger Institut. Dass die Universität Göttingen neben der fachlichen Expertise die besser geeignete Kombination aus Vakuum-Anlage und Hochtemperaturofen anbieten kann, wertet Prof. de Meijere als "Glückfall" in dieser internationalen Forschungskooperation.

1985 haben die Chemiker Robert F. Curl (USA), Harald W. Kroto (Großbritannien) und Richard E. Smalley (USA) erstmals ein Fulleren hergestellt. Sie hatten Graphit mit Hilfe eines Lasers erhitzt und verdampft. Mit den winzigen Mengen von so isolierten C60-Molekülen führten sie erste Experimente durch. Die drei Forscher erhielten 1996 für diese Leistung den Nobelpreis. Seither haben weitere Experimente die Hoffnungen bestärkt, die stabilen Kohlenstoffmoleküle - chemisch leicht modifiziert und als winzige Trägersubstanz verwendet - industriell nutzbar zu machen. Als so genannte Supraleiter können sie Strom mit einem elektrischen Widerstand von Null leiten, diamantharte Oberflächen bilden, als Katalysatoren wirken oder zu fotoleitenden Filmen verarbeitet werden. Die NASA testet C60 als Treibstoff für Ionentriebwerke, wie sie zur Steuerung von Satelliten eingesetzt werden. Auch in der AIDS-Forschung setzt man auf C60-Moleküle als Trägerstoff für neue Präparate. Ihren Namen erhielten die Kohlenstoffmoleküle wegen ihrer Ähnlichkeit zu den aus Fünf- und Sechsecken zusammengesetzten Kuppelbauten des amerikanischen Architekten Richard Buckminster Fuller (1895 bis 1983).

(Science, Bd. 295, S.1500)

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Armin de Meijere, Hermann Wegner
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Chemie
Institut für Organische Chemie
Tammannstraße 2, 37077 Göttingen
Tel. (0551) 39-3231, -3232, (-3244, H. Wegner), Fax (0551) 39-9475
E-Mail: armin.demeijere@uni-goettingen.de und E-Mail: hwegner@gwdg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.chemie.uni-goettingen.de

Weitere Berichte zu: Chemiker Kohlenstoffmoleküle Organische

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise