Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues aus dem Bor-Universum

18.06.2012
Über das Element Bor weiß weltweit wohl niemand so gut Bescheid wie das Team von Professor Holger Braunschweig an der Universität Würzburg: Zurzeit berichten gleich drei hochrangige Fachzeitschriften über Fortschritte, die den Würzburgern in der Bor-Chemie gelungen sind.

Für Chemiker hält das Element Bor immer wieder Überraschungen bereit. Es hat einen so großen Mangel an Elektronen, dass es sehr ungewöhnliche Verbindungen mit anderen Elementen eingeht. Viele Lehrbücher widmen dem Bor darum eigene Kapitel.


Molekül mit einer Bor-Bor-Dreifachbindung, erstmals synthetisiert von Chemikern der Universität Würzburg. Bild: Rian Dewhurst / Krzysztof Radacki


Ein Platin-Atom (Pt) durchbricht eine Bindung zwischen Bor (B) und Kohlenstoff (C1) zur Hälfte. Bild: Rian Dewhurst / Peter Brenner

Stabile Bor-Bor-Dreifachbindung

Lehrbuchreif ist auch der neue Forschungserfolg, den Professor Holger Braunschweig und seine Arbeitsgruppe von der Universität Würzburg in der Top-Zeitschrift „Science“ beschreiben: Einem Team um den Doktoranden Jan Mies ist es zum ersten Mal gelungen, eine stabile dreifache chemische Bindung zwischen zwei Bor-Atomen zu knüpfen.

Zwei- und Dreifachbindungen gibt es nur bei wenigen anderen Elementen, etwa bei Kohlenstoff, Silicium oder Stickstoff. Sie sind generell von Interesse, weil sie interessante Reaktionen möglich machen – etwa die Synthese von Kunststoffen wie Polyethylen. Auch das dreifach miteinander verbundene Bor öffnet eventuell Wege für die Entwicklung neuartiger Materialien und Arzneistoffe.

An der Realisierung einer Bor-Bor-Dreifachbindung sind in den vergangenen Jahrzehnten viele Wissenschaftler gescheitert. Die Würzburger dagegen hatten nicht nur damit Erfolg. Sie beschreiben auch einige Beispiele für chemische Reaktionen, die an der Dreifachbindung ablaufen. „Aus diesem Stoff sind Lehrbücher gemacht. Es besteht kein Zweifel, dass die Bor-Bor-Dreifachbindung schnell Eingang finden wird in die Bücher der Anorganischen Chemie“: So das Urteil eines Fachmanns, der die Arbeit aus Würzburg im Auftrag von „Science“ begutachtet hat.

Platin bei der Arbeit

Neue Wege, um Bor gezielt mit sich selbst oder anderen Elementen zu verbinden, beschreiben die Würzburger Chemiker in zwei weiteren aktuellen Veröffentlichungen. Im Fachblatt „Nature Communications“ schildern sie die Synthese eines Moleküls, das sie niemals in stabiler Form erwartet hätten: Ein Platin-Atom hat darin die Bindung zwischen Bor und Kohlenstoff „zur Hälfte“ durchgebrochen.

Platin wird in vielen technischen Prozessen als Katalysator eingesetzt, um den Ablauf chemischer Reaktionen zu beschleunigen. Dabei bewirkt es zum Beispiel, dass Bindungen zwischen Atomen geknüpft oder gelöst werden. „In unserem Molekül sorgt Platin dafür, dass die Bindung von Bor und Kohlenstoff irgendwo zwischen ‚intakt‘ und ‚gelöst‘ liegt“, sagt Doktorand Bernd Pfaffinger, der maßgeblich an der Synthese beteiligt war.

„Wir denken, dass wir eine Art Schnappschuss von dem Prozess vorliegen haben, bei dem Platin eine Bindung bricht.“ Normalerweise sei ein solcher Zustand viel zu flüchtig, um sich direkt nachweisen zu lassen. Die Stabilität des Moleküls sei darum völlig überraschend gewesen.

Bor-Atome zu Kette verknüpft

Die Zeitschrift „Nature Chemistry“ schließlich stellt eine Arbeit aus Würzburg vor, bei der vier Bor-Atome zu einer Kette verknüpft wurden. Eine solche Verkettung war bislang nur mit „aggressiven“ Methoden zu erreichen, nämlich unter hohen Temperaturen und mit explosiven Alkalimetallen wie Natrium, erklärt Braunschweigs Doktorand Qing Ye. Sein Team aber hat die Bor-Ketten jetzt erstmals bei Raumtemperatur in einer Kohlenmonoxid-Umgebung synthetisiert, also unter vergleichsweise milden chemischen Bedingungen.

Die Würzburger haben damit die Synthese längerer Ketten aus Bor-Atomen greifbarer gemacht. Von solchen Polymeren aus Bor erhofft sich die Wissenschaft einiges: Sie dürften interessante elektronische Eigenschaften besitzen, sollten also spannend sein für neue Anwendungen in der Elektronik.

„Ambient-Temperature Isolation of a Compound with a Boron-Boron Triple Bond”, Holger Braunschweig, Rian D. Dewhurst, Kai Hammond, Jan Mies, Krzysztof Radacki and Alfredo Vargas. Science, 15. Juni 2012, Vol. 336 no. 6087 pp. 1420-1422, DOI: 10.1126/science.1221138

„Unsupported Boron-Carbon o-Coordination to Platinum as an Isolable Snapshot of o-Bond Activation“, Holger Braunschweig, Peter Brenner, Rian D. Dewhurst, Ivo Krummenacher, Bernd Pfaffinger, Alfredo Vargas. Nature Communications 3, 29. Mai 2012, DOI: 10.1038/ncomms1884

“Controlled Homocatenation of Boron on a Transition Metal”, Holger Braunschweig, Qing Ye, Alfredo Vargas, Rian D. Dewhurst, Krzysztof Radacki, Alexander Damme, Nature Chemistry, 17. Juni 2012, DOI: 10.1038/nchem.1379

Kontakt

Prof. Dr. Holger Braunschweig, Institut für Anorganische Chemie der Universität Würzburg, T (0931) 31-85260, h.braunschweig@uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | Uni Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

nachricht Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

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: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics