Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Seeigel züchten Kristalle

15.05.2007
Gesichtsverlust und Stachelaufbau
Wie die Oberfläche die Eigenschaften von Kristallen bestimmt

Über ihre Oberfläche kommunizieren Kristalle mit ihrer Umwelt, bei antiken Denkmälern deutlich zu sehen in einem regelrechten "Gesichtsverlust". Feuchtigkeit und andere Faktoren sorgen für Auflösungsprozesse, die sich durch moderne Mikroskope auf molekularer Ebene beobachten lassen. Aber Minerale werden durch die umgebenden Substanzen nicht nur aufgelöst: Die Umgebung kann auch den Aufbau eines Kristalls steuern. So züchtet der Seeigel seine Stacheln aus sich aufbauenden Kristallen gezielt in die für ihn vorteilhafte Form. Darüber berichten Mineralogen in RUBIN Geowissenschaften, der aktuellen Sonderausgabe des Wissenschaftsmagazins der Ruhr-Universität.

Wie der Zahn der Zeit nagt

Was eigentlich genau passiert, wenn der Zahn der Zeit an Steinoberflächen nagt, weiß man erst, seit moderne Mikroskope Einblick in die Auflösungsprozesse im Detail erlauben. Beobachtet man einen solchen Prozess z. B. mittels Rasterkraftmikroskopie, entdeckt man, dass die Verwitterung durch geordnete Prozesse an der Kristalloberfläche aufläuft. Wassermoleküle ordnen sich auf der Oberfläche an und bilden bei hoher Luftfeuchtigkeit eine geschlossene Schicht. Die Sauerstoffatome des Wassers ergänzen dabei die Kristalloberfläche, sie setzen sich in "Lücken". Dadurch lösen sie einzelne Kristallmoleküle aus dem Verbund heraus - kleine Gruben entstehen, die wiederum Angriffspunkt für Wassermoleküle sind.

Stachel ist aus dem Kristallgitter geschnitten

Diese Kommunikation der Kristalloberfläche mit ihrer Umwelt bedeutet nicht zwangsläufig die Auflösung, sondern kann auch den Aufbau eines Kristalls beeinflussen. So züchten Seeigel ihr Skelett und ihre Stacheln gezielt heran, indem sie Kristalle nur in ganz bestimmter Art und Weise wachsen lassen. Proteine in der Zellflüssigkeit benetzen die Oberfläche des wachsenden Kristallkeims und sorgen dafür, dass der Kristall nicht rhomboedrisch wächst, wie er es ohne Beeinflussung tun würde, sondern dass sich die neuen Atome nur in der gewünschten Richtung anlagern. So ist ein Seeigelstachel praktisch aus dem natürlichen Kristallgitter herausgeschnitten. Welche Proteine für die Steuerungsprozesse verantwortlich sind, ist Gegenstand weiterer Forschung. Erste Experimente mit einfachen Aminosäuren haben jedoch bewiesen, dass das gezielte Kristallwachstum damit möglich ist. Wissenschaftler vermuten in der Kommunikation zwischen Kristalloberfläche und Umgebung auch den Ursprung des Lebens: An eine Kristalloberfläche geheftet könnten die organischen Lebensbausteine sich erstmals so nahe gekommen sein, dass sie Verbindungen eingehen konnten.

Themen in RUBIN Geowissenschaften

Klimawandel in der Erdgeschichte: Kreidezeit war Treibhauswelt; Damit der Salat nicht so schwer im Magen liegt: Schadstoffe im Boden festsetzen; Qualitätstourismus auf Mallorca: "Ballermann" war besser; Von hohen Löslichkeiten in tiefer Erde: Des Wassers steinerne Fracht; Erdbebenschäden in über zehn Kilometer Tiefe: Gesteine mit Erinnerungsvermögen; Oberfläche bestimmt Kristalleigenschaft: Gesichtsverlust und Stachelaufbau; Stadtstruktur und Wasserqualität: Chinas Megacities geht das Wasser aus. RUBIN Geowissenschaften ist im Dekanat der Fakultät für Geowissenschaften zum Preis von 5 Euro erhältlich und steht im Internet unter: http://www.rub.de/rubin.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Hermann Gies, Dr. Uta Magdans, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Mineralogie-Kristallographie, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-27546, E-Mail: hermann.gies@rub.de, uta.magdans@rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.rub.de/rubin

Weitere Berichte zu: Kristall Kristalloberfläche RUBIN Seeigel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Satelliten erfassen Photosynthese mit hoher Auflösung
13.10.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

nachricht Erforschung des grönländischen 79°-Nord-Gletschers
12.10.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz