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 Der Buche in die Gene schauen - Vollständiges Genom der Rotbuche entschlüsselt
11.12.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Mit den Augen der Biene: Zoologe der Uni Graz entwickelt Verfahren zur Verbesserung dunkler Bilder
11.12.2017 | Karl-Franzens-Universität Graz

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: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Goldmedaille für die praktischen Ergebnisse der Forschungsarbeit bei Nutricard

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Nachwuchs knackt Nüsse - Azubis der Friedhelm Loh Group für Projekte prämiert

11.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit 3D-Zellkulturen gegen Krebsresistenzen

11.12.2017 | Medizin Gesundheit