Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Elektronenstrahlen: von Strahlenschäden zur Kontrolle chemischer Synthesen

29.01.2013
Chemikern der Universität Bremen gelingt kontrollierte chemische Synthese durch Elektronenstrahlen.

Röntgenstrahlung kann lebende Organismen schädigen, weil sie deren molekulare Bausteine zersetzt. Genauso verhält es sich im technischen Bereich mit Elektronenstrahlen, die oft zur Untersuchung der Oberfläche von Materialien eingesetzt werden, so zum Beispiel bei der Elektronenmikroskopie.

Diese Strahlenschäden erschweren oft die Anwendung solcher Methoden, da sie die Probe während der Untersuchung verändern, wobei sich diese zerstörerische Wirkung aber auch zum Einbrennen feiner Strukturen an Oberflächen nutzen lässt. Dass Elektronenstrahlen allerdings auch ein Werkzeug sind, um neue Materialien gezielt aufzubauen, haben jetzt Forscherinnen und Forscher am Institut für Angewandte und Physikalische Chemie der Universität Bremen herausgefunden. Die Arbeitsgruppe von Professorin Petra Swiderek konnte nachweisen, dass sich auch chemische Synthesen, also der Aufbau von Molekülen, durch Elektronenstrahlen auslösen und kontrollieren lassen.

Elektronenstrahlen können damit - ähnlich wie Laser - eingesetzt werden, um beispielsweise gezielt die Oberfläche von Materialien chemisch zu verändern. Besonders interessant wird eine solche Technik, wenn sich die Verknüpfung zweier Ausgangsmoleküle so steuern lässt, dass alle enthaltenen Atome auch in das Produkt eingebaut werden. Im Sinne einer Atom-effizienten Synthese wird also kein Material verschwendet.

Wie kommt diese Synthese zustande?

Eine solche Synthese gelingt mit Elektronenstrahlen, wenn die Elektronen eine so niedrige Energie haben, dass sie gerade in der Lage sind, ein weiteres Elektron aus einem Molekül herauszuschlagen, aber das Molekül dabei noch nicht weiter zerfällt. Dann entsteht ein positiv geladenes Molekülion, das aufgrund seiner Ladung stark anziehend auf Reaktionspartner wirkt. Damit wird eine Synthese eingeleitet, wie sie sonst nur unter Zuhilfenahme spezieller Katalysatoren zu erzielen ist. Die Arbeitsgruppe Swiderek konnte kürzlich erste Beispiele solcher durch Elektronenstrahlen kontrollierter Synthesen nicht nur nachweisen, sondern auch nutzen. Die Bremer Chemiker knüpften Ammoniak-Moleküle an eine dünne Kohlenwasserstoff-Schicht an und konnten so die Oberfläche mit neuen Funktionalitäten ausstatten.

Die Arbeiten auf diesem Gebiet, über die bereits in Fachzeitschriften berichtet worden ist, werden seit einiger Zeit durch die DFG gefördert. Nun wurde erneut ein Projekt im Umfang von fast 250.000 Euro für das Institut für Angewandte und Physikalische Chemie bewilligt. Das Vorhaben beschäftigt sich damit, die chemische Synthese durch Einsatz von Elektronenstrahlen in größerem Umfang zu untersuchen und so weitere Substanzklassen auf diesem Weg zugänglich zu machen. Derartige Synthesen sind nicht nur für die Funktionalisierung von Oberflächen von Bedeutung. Sie können möglicherweise auch zur Erklärung der strahleninduzierten Bildung von größeren Molekülen beitragen, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit der Astrochemie, das heißt der Entstehung komplexerer Moleküle in kosmischem Eis, vermutet wird.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Biologie / Chemie
Institut für Angewandte und Physikalische Chemie
Prof. Dr. Petra Swiderek
Tel. 0421 218 63200
E-Mail: swiderek@uni-bremen.de

Eberhard Scholz | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Das Floß auf der Zellmembran
21.04.2015 | Technische Universität Wien

nachricht Wundheilung: Ein Reißverschluss aus Hautzellen
21.04.2015 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

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: Per Taxi durch die Galaxis

Weltraumtaxi Dream Chaser

Das US-amerikanische Unternehmen Sierra Nevada Corporation (SNC), ein für seine schnellen, innovativen und agilen Technologielösungen anerkannter...

Im Focus: Günstig, einfach und sicher: Start-up entwickelt modernes elektronisches Fahrtenbuch

Unter dem Namen OpenDriversLog macht sich eine neue Ausgründung der TU Bergakademie Freiberg an den Start, ein neues elektronisches Fahrtenbuch für Privatanwender und Firmen zu entwickeln. Es soll günstig und sehr einfach zu handhaben sein. Einen ersten Prototypen gibt es bereits.

Bei einer Lehrveranstaltung des Freiberger Gründernetzwerks Saxeed kam Paul Petring und Frieder Schlesier die zündende Idee. Einen Businessplan sollten die...

Im Focus: Neue Schaltelemente basierend auf elektronischer Selbstorganisation: Orbitronics

Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus Dresden, Hamburg, Lausanne und Urbana-Champaign hat, geleitet von einer Gruppe des IFW Dresden, ein neues Konzept für ultra-schnelle elektronische Schaltelemente entwickelt.

Wie die Forscher in der jüngsten Ausgabe von Nature Physics berichten, tritt in dem Material Tantaldisulfid spontan eine bisher unbekannte Texturierung...

Im Focus: On the trail of a trace gas

Max Planck researcher Buhalqem Mamtimin determines how much nitrogen oxide is released into the atmosphere from agriculturally used oases.

In order to make statements about current and future air pollution, scientists use models which simulate the Earth’s atmosphere. A lot of information such as...

Im Focus: Get flexible – get lighter – get smarter – Innovative Materialien für Zukunftsprodukte

Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC aus Würzburg stellt auf der IDTechEx in Berlin vom 28. bis 29. April 2015 neue, multifunktionale Materialien vor, mit denen sich innovative Anwendungen und Produkte realisieren lassen. Arbeitsschwerpunkte sind Barrierematerialien, gedruckte Elektronik, elektrochrome Folien sowie Smart Materials. Sie bedienen die Trends in Industrie und Design zu immer flexibleren, leichteren und intelligenteren Produkten. Das Fraunhofer ISC ist am Stand F17 im Convention Center und Hotel Estrel zu finden.

Präsentiert werden beispielsweise innovative Verkapselungsfolien, die das Fraunhofer ISC zusammen mit dem Fraunhofer IVV entwickelt hat. Die kostengünstig im...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Je höher desto besser! 8. HDT Tagung Türme und Gründungen bei Windenergieanlagen

21.04.2015 | Veranstaltungen

Lang, länger am längsten! 7. Tagung Rotorblätter von Windenergieanlagen im Juni in Essen

21.04.2015 | Veranstaltungen

Erfolgreiche Veranstaltungsreihe Kaba Days wird fortgesetzt

21.04.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Per Taxi durch die Galaxis

21.04.2015 | Physik Astronomie

Forscher bauen digitales Bienengehirn für Drohnen

21.04.2015 | Innovative Produkte

Je höher desto besser! 8. HDT Tagung Türme und Gründungen bei Windenergieanlagen

21.04.2015 | Veranstaltungsnachrichten