Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rechts oder links herum gewirbelt?

21.09.2007
Nanofasern richten sich in gerührter Flüssigkeit aus

Dreht sich ein Wirbel in einer gerührten Flüssigkeit links herum oder rechts herum? Ein Zinkporphyrindendrimer, ein verzweigtes Molekül mit einem zentralen Zinkatom, kann die Antwort liefern. Wie japanische Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, ändert sich die optische Aktivität einer Lösung dieser Substanz rasch, wenn der Drehsinn beim Rühren umgekehrt wird.

Wirbel in grauer Urzeit könnten dafür verantwortlich gewesen sein, dass die Symmetrie in der Natur durchbrochen wurde und am Ende ein "händiges" Leben entstand, das klare Präferenzen für "linke" oder "rechte" molekulare Bausteine hegt, etwa bei Zuckern und Aminosäuren. Denn Wirbel in einem Fluid haben, genau wie Schrauben, unsere Haarwirbel oder Schneckenhäuser, eine klare Drehrichtung - rechts oder links herum. Sie können sich also zueinander verhalten wie Bild und Spiegelbild oder die linke zur rechten Hand. So etwas nennt man "händig" (chiral).

Wirbel sind sehr komplexe Gebilde, die viele Bereiche mit völlig verschiedenen Strömungsrichtungen umfassen. Wird beispielsweise eine Flüssigkeit in einer Küvette gerührt, entsteht eine dichte kreisförmige Drehströmung im Zentrum, während in den äußeren Bereichen des Wirbels ein lockerer spiraliger Fluss auftritt.

Das Forscherteam um Takuzo Aida und Akihiko Tsuda hat nun ein Zinkporphyrindendrimer synthetisiert, mit dem diese einzelnen lokalen Fließbewegungen spektroskopisch sichtbar gemacht werden können. Die stark verzweigten zinkhaltigen Moleküle aggregieren in Lösung zu langen Nanofasern. Ist die Lösung ungerührt, ist sie optisch nicht aktiv. Sobald sie gerührt wird, wird sie optisch aktiv: Die gerührte Lösung dreht rechts- und linkscircular polarisiertes Licht unterschiedlich stark. Diese Differenz (Circulardichroismus), für jede Wellenlänge gemessen, ergibt ein charakteristisches Spektrum. Ändert sich die Drehrichtung beim Rühren, kehrt sich das Vorzeichen des Circulardichroismus um. Das Ausmaß des Circulardichroismus nimmt zudem mit der Rührgeschwindigkeit zu.

Das Phänomen liegt nicht, wie zunächst angenommen, an einer Zwirbelung der einzelnen Nanofasern. Offensichtlich wird es verursacht durch eine spezielle makroskopische räumliche Ausrichtung der Fasern innerhalb der Messküvette: Ähnlich wie das Fähnchen im Wind richten sich die einzelnen Fasern mit der Strömung aus. Entlang des Lichtstrahls durch die Küvette erzeugen die verschiedenen Strömungen innerhalb des Wirbels eine helikale Anordnung der Fasern - eine Struktur, die an bestimmte flüssigkristalline Phasen erinnert. Wird die Rührrichtung umgekehrt, wechselt auch die helikale Struktur ihren Drehsinn.

Angewandte Chemie: Presseinfo 37/2007

Autor: Takuzo Aida, University of Tokyo (Japan), http://macro.chem.t.u-tokyo.ac.jp/Top.html

Angewandte Chemie, doi: 10.1002/ange.200703083

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://macro.chem.t.u-tokyo.ac.jp/Top.html

Weitere Berichte zu: Circulardichroismus Faser Flüssigkeit Nanofasern Wirbel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Frage der Dynamik
19.02.2018 | Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

nachricht Forscherteam deckt die entscheidende Rolle des Enzyms PP5 bei Herzinsuffizienz auf
19.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

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

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

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