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 Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie