Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemische Reaktionen lassen sich mit Licht schalten

13.06.2016

Chemische Reaktionen lassen sich durch die Bestrahlung mit Licht in Gang setzen. Eine internationale Forschergruppe unter Führung des KIT nutzt diesen Effekt, um chemische Reaktionsprozesse durch Licht gezielt an- oder auszuschalten. So lassen sich aus denselben Ausgangsstoffen wechselweise verschiedene Zielprodukte in einem einzigen Reaktionsgefäß herstellen – einfach durch das Ein- und Ausschalten von Licht. Ihre Vesuche mit Polymeren stellen sie nun im Journal of the American Chemical Society vor. (DOI: 10.1021/jacs.6b01805)

„Der Clou der Methode liegt in ihrer Einfachheit“, sagt Professor Christopher Barner-Kowollik vom Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP) am KIT.


Wie sich mit Licht chemische Prozesse schalten lassen, haben Wissenschaftler des KIT gemeinsam mit internationalen Kollegen grundlegend untersucht.

Graphik: KIT

„Herkömmlicherweise lassen sich chemische Reaktionen thermisch oder durch Licht auslösen, jetzt können wir wählen und damit steuern, welche Bindung die reagierenden Stoffe eingehen“, erklärt der Chemiker, der zusammen mit Dr. James Blinco von der Queensland University of Technology die internationale Forschergruppe geleitet hat.

Das simple Prinzip: Stoff A reagiert unter Lichtausschluss mit Stoff B, unter Lichtbestrahlung jedoch mit Stoff C. Gibt man alle drei Ausgangsstoffe in ein einziges Reaktionsgefäß, lässt sich die Reaktion je nach gewünschtem Zielprodukt durch das Vorhandensein oder Fehlen von Licht beeinflussen.

„Wir zeigen, dass sich die chemische Reaktionsrichtung ganz einfach durch Licht beeinflussen lässt“, sagt Barner-Kowollik. Die Auswahl des Bindungspartners werde lediglich durch das äußere Lichtfeld bestimmt, ohne dass weitere Reagenzien hinzugegeben werden müssen, betont der Wissenschaftler, der sich als Inhaber des Lehrstuhls für Präparative Makromolekulare Chemie am KIT mit Synthesen von makromolekularen chemischen Verbindungen befasst.

Das jetzt im renommierten US-Fachmagazin Journal of the American Chemical Society unter dem Titel „A Light-Activated Reaction Manifold“ erstmals vorgestellte Verfahren wurde am Beispiel der Bildung kleiner Moleküle sowie von Polymeren untersucht.

In der industriellen Anwendung könnten durch die neue Methode der lichtgesteuerten Abfolge von Reaktionen verschiedene Produkte auf einfache Weise innerhalb eines Produktionsprozesses gewonnen werden. Denkbar sei es auch, eine funktionelle Oberfläche mit verschiedenen Eigenschaften zu versehen, indem man bei ihrer Herstellung nur bestimmte Bereiche durch Einwirkung von Licht reagieren lässt, erläutert Barner-Kowollik.

An der Forschung sind neben Mitarbeitern des ITCP und des Instituts für Biologische Grenzflächen am KIT Wissenschaftler der Universität Gent in Belgien sowie der australischen Queensland University of Technology (QUT) beteiligt, an der Barner-Kowollik ebenfalls eine Professur innehat.

„Transnationale Forschung erfordert ein hohes Maß an Koordination, aber man kann viel erreichen, wenn man Expertise über Ländergrenzen hinweg weltweit verbindet“, betont der Wissenschaftler des KIT. Finanziell gefördert wurde die Forschung an lichtgesteuerten chemischen Reaktionen unter anderem vom Fonds der Chemischen Industrie, der Helmholtz-Gemeinschaft und der QUT.

Mehr Informationen:
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/9380101/The_Light_and_Dark_Sides_of_...

Kai Hiltebrandt, Katharina Elies, Dagmar R. D’hooge, James P. Blinco, and Christopher Barner-Kowollik: A Light-Activated Reaction Manifold. Journal of the American Chemical Society (2016). DOI: 10.1002/chemv.201600047, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b01805

Weiterer Kontakt:

Kosta Schinarakis, PKM – Themenscout, Tel.: +49 721 608 41956, Fax: +49 721 608 43658, E-Mail: schinarakis@kit.edu

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verbindet seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation zu einer Mission. Mit rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 25 000 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft

Das KIT ist seit 2010 als familiengerechte Hochschule zertifiziert.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.kit.edu

Weitere Informationen:

http://www.chemistryviews.org/details/ezine/9380101/The_Light_and_Dark_Sides_of_...
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b01805
http://www.kit.edu

Monika Landgraf | Karlsruher Institut für Technologie
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte