Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Grosse organische Moleküle zeigen Wellencharakter

12.08.2011
Wenn sich Wellen treffen, entsteht eine neue einzelne Welle. Dieses Interferenz genannte Phänomen kennt man von Schall- oder Lichtwellen.

Interferenzmuster lassen sich aber auch für grosse organische Moleküle beobachten, womit die Wellennatur dieser Teilchen nachgewiesen werden kann. Chemikern der Universität Basel ist es nun zusammen mit Kollegen der Universität Wien gelungen, Moleküle herzustellen, die sich für solche Untersuchungen speziell eignen. Synthese und Ergebnisse der Interferenzexperimente wurden unlängst im «European Journal of Organic Chemistry» veröffentlicht.

Die von den Autoren verwendete Methode der Molekülinterferometrie erlaubt es, den quantenmechanischen Welle-Teilchen-Dualismus mit grossen organischen Molekülen zu untersuchen. Hierbei interessiert insbesondere die Frage, wie sich die innere Struktur und die Dynamik komplexer Teilchen auf das Wellenverhalten ihrer Schwerpunktsbewegung auswirken. Es handelt sich um die ersten Experimente dieser Art im Graubereich zwischen Quantenwelt und klassischer Mechanik.

Um den Übergang zwischen der Quantenwelt und der klassischen Mechanik zu verstehen, ist es wichtig, Moleküle mit zunehmender Masse und Komplexität zu untersuchen. Für Interferenzexperimente werden zur Erzeugung des Molekularstrahls Verbindungen benötigt, die einen hohen Dampfdruck haben, auch bei hohen Temperaturen stabil bleiben und leicht ionisierbar sind. Die zwei ersten Eigenschaften finden sich bei hoch fluorierten Verbindungen, also Verbindungen, die viele Fluoratome enthalten. Um hohe Molekulargewichte und gute Ionisierungseigenschaften zu erreichen, wählten die Basler Chemiker um Prof. Marcel Mayor einen Ansatz, bei dem sie verzweigte fluorierte Gruppen an einen Porphyrin-Kern anhängten.

Modulare Synthesestrategie
Das Ziel der Forscher war es, einen bestimmten Massenbereich abzudecken und das Moleküldesign bezüglich der gewünschten Eigenschaften zu verbessern. Durch die modulare Synthesestrategie, bei der zunächst die peripheren fluorierten Bausteine synthetisiert und danach an das Porphyrin-Zentrum gekoppelt werden, ist es leicht möglich, die Molekülstrukturen zu modifizieren und im Hinblick auf die Interferenzexperimente zu optimieren.

Die Forscher konnten zeigen, dass mit sieben von ihnen synthetisierten fluorierten Porphyrinen Molekülinterferometrie-Experimente möglich sind. Einige dieser Verbindungen zählen zu den grössten Objekten, für die Welleneigenschaften bislang beobachtet werden konnten, sodass die hier beschriebenen Experimente massgeblich zur Erforschung der Grenzen der Quantenmechanik beitragen.

Im Vordergrund steht dabei die Frage, ob es für den Welle-Teilchen-Dualismus praktische oder prinzipielle Grenzen für Masse und Komplexität gibt. In Zukunft wird daher versucht werden, über die modulare Synthesestrategie die Komplexität solcher Verbindungen weiter zu erhöhen, um Interferenzexperimente mit noch grösseren Objekten zu ermöglichen.

Originalpublikation
Jens Tüxen, Sandra Eibenberger, Stefan Gerlich, Markus Arndt, Marcel Mayor
Highly Fluorous Porphyrins as Model Compounds for Molecule Interferometry
European Journal of Organic Chemistry, published online 13. Juli 2011 | doi: 10.1002/ejoc.201100638
Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Marcel Mayor, Universität Basel, Departement Chemie, St. Johanns-Ring 19, 4056 Basel, Tel. +41 (0)61 267 10 06, E-Mail: marcel.mayor@unibas.ch

Reto Caluori | idw
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ejoc.201100638/abstract

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Entzündung weckt Schläfer
29.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Rostocker Forscher wollen Glyphosat „entzaubern“
29.03.2017 | Universität Rostock

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: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Entzündung weckt Schläfer

29.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mittelstand 4.0-Kompetenz­zentrum Stuttgart gestartet

29.03.2017 | Wirtschaft Finanzen

Energieträger: Biogene Reststoffe effizienter nutzen

29.03.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz