Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare optische Täuschung

09.06.2011
Aromatisches Ringsystem erinnert an M.C. Eschers Penrose-Treppe

Wer kennt es nicht, das berühmte Bild von M. C. Escher mit der Treppe, die immer nur treppauf führt, obwohl sie einen geschlossenen Kreis bildet, nach ihren Erfindern Lionel und Roger Penrose auch als „Penrose-Treppe“ bezeichnet – eine trickreiche optische Täuschung. Hiroyuki Isobe und ein Team von der Tohoku und der Tsukuba University (Japan) stellen jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie ein Molekül vor, das an diese Penrose-Treppe erinnert.

Um die chemische Zusammensetzung und den strukturellen Aufbau von Molekülen zu veranschaulichen, stellt man diese an sich dreidimensionalen Objekte notwendigerweise in Form zweidimensionaler Strichzeichnungen dar. Oft wird ihnen auch ein zusätzlicher perspektivischer Anstrich mitgegeben, um die räumliche Anordnung der einzelnen Molekülteile zueinander herauszuarbeiten.

Zweidimensionale Zeichnungen können das Auge täuschen und dem Betrachter dreidimensionale Objekte vorgaukeln, die in der Realität unmöglich sind. So fasziniert und amüsiert uns die Betrachtung von Bildern solcher optischen Täuschungen, wie sie gern von M.C. Escher gezeichnet wurden. Eines seiner berühmtesten Werke ist eine Lithographie, die sich an die Penrose-Treppe anlehnt, auf der Menschen im Kreis laufen, obwohl sie augenscheinlich immer nur treppab gehen.

An diese Treppe fühlten sich die Wissenschaftler um Isobe erinnert, als sie ein Molekül aus der Klasse der so genannten Cyclobis[4]helicene synthetisierten und als Linienzeichnung darstellten. Helicene bestehen aus planaren aromatischen Kohlenstoffsechsringen, die miteinander über je eine gemeinsame Kante gewinkelt verknüpft sind. Aus räumlichen Gründen müssen sich die Moleküle spiralförmig winden. Ein [4]Helicen besteht aus vier verknüpften Ringen. Zwei solcher Einheiten kuppelten die japanischen Wissenschaftler ringförmig über zwei Einfachbindungen aneinander.

Eine Wendel (Helix) kann sich rechts herum oder links herum winden. Im Fall der Ringe aus zwei Helicenen winden sich beide Helicen-Einheiten in die selbe Richtung. Dargestellt als perspektivische zweidimensionale Strichzeichnung erweckt das Doppel-Helicen den Eindruck der Penrose-Treppe: Beide Hälften führen treppab, trotzdem landet man beim gedanklichen Rundgang nach einer Umdrehung natürlich wieder am Ausgangspunkt.

Wie kann das sein? Das Molekül ist ja kein unmögliches Objekt, sondern existiert, und seine Struktur ist auch nicht anders als angenommen. Die Lösung des Verwirrspiels zeigt sich, wenn man das Molekül von der Seite darstellt: Die axiale Drehung der Einfachbindungen zwischen den zwei Bausteinen ermöglich die geneigte Orientierung der Helicen-Ringsysteme.

Isobe hofft, dass diese Molekülklasse interessante Perspektiven als Baustein für Flüssigkristalle eröffnen könnte.

Angewandte Chemie: Presseinfo 23/2011

Autor: Hiroyuki Isobe, Tohoku University (Japan), http://www.orgchem2.chem.tohoku.ac.jp/Isobe/Curriculum_Vitae.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201102210

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

ICTM Conference 2017: Production technology for turbomachine manufacturing of the future

16.11.2016 | Event News

Innovation Day Laser Technology – Laser Additive Manufacturing

01.11.2016 | Event News

#IC2S2: When Social Science meets Computer Science - GESIS will host the IC2S2 conference 2017

14.10.2016 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie