Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ChemieRUBIN: Warum Geckos nicht abstürzen

09.01.2004


Geckos laufen an den glattesten Wänden und Decken entlang ohne abzustürzen, weil Millionen winziger Haare an ihren Zehen wie einzelne Moleküle in Wechselwirkung mit dem Untergrund treten. Diesen sog. Adsorptions-Effekt lernen Forscher durch Experimente und Berechnungen verstehen. Ihre Erkenntnisse helfen z. B. bei der Entwicklung von Klebstoffen oder auch bei der Verbesserung von Filtern und Katalysatoren.



Eine senkrechte Wand, spiegelglatt, und ganz oben eine delikate, dicke Fliege: Geckos müssen nicht verzichten. Sie laufen unbeeindruckt an den glattesten Wänden und Decken entlang, ohne je abzustürzen, weil Millionen winziger Haare an ihren Zehen wie einzelne Moleküle in Wechselwirkung mit dem Untergrund treten. Diesen sog. Adsorptions-Effekt lernen Forscher durch Experimente und Berechnungen verstehen. Ihre Erkenntnisse helfen z. B. bei der Entwicklung von Klebstoffen oder auch bei der Verbesserung von Filtern und Katalysatoren. Darüber berichten die RUB-Forscher in ChemieRUBIN, der aktuellen Sonderausgabe des RUB-Wissenschaftsmagazins.



Vom Alleskleber bis zum Katalysator

Die Haftung (Adsorption) von Partikeln an Oberflächen ist aus dem Alltag nicht wegzudenken: Normaler Alleskleber basiert darauf, Filter halten so schädliche Partikel fest und in Katalysatoren durchlaufen Substanzen sogar blitzschnell mehrere Zwischenstufen, in denen sich Teilchen an andere haften und sich wieder lösen. Die Intensität einer Adsorption - ihre Energie und Geometrie - kann äußerst unterschiedlich sein. Die gesamte Wechselwirkung setzt sich aus verschiedenen Einzelwirkungen zusammen, die anziehend oder abstoßend sind.

Anschauen und berechnen

Um Informationen über eine Adsorption zu gewinnen, sehen sich die Forscher z.B. die angehafteten Moleküle unter dem Rastertunnelmikroskop an und ermitteln ihre genaue Position. Um die Stärke der Adsorption herauszubekommen, heizen sie die Oberfläche langsam auf und beobachten, bei welcher Temperatur sich die Teilchen wieder lösen. Quantenchemische Berechnungen helfen dann, die experimentell gewonnen Daten zu überprüfen und zu interpretieren. Sie ergeben z. B. Hinweise darauf, welche Wechselwirkungen genau für die jeweilige Bindung verantwortlich sind.

Industrie profitiert von Erkenntnissen

Die chemische Industrie nimmt solche Forschungsergebnisse dankbar auf: Hier geht es z.B. darum, Katalysatoren optimal zu gestalten. Sie können helfen, chemische Prozesse schneller und effektiver ablaufen zu lassen. Im Autokatalysator müssen die schädlichen Ausgangsstoffe zunächst an der Katalyator-Oberfläche haften und daran entlang wandern, bis sie einen geeigneten Reaktionspartner finden, mit dessen Hilfe sie zu unbedenklicheren Stoffen reagieren können. Dann müssen sie die Oberfläche wieder verlassen, denn sonst wäre der Katalysator inaktiv und unbrauchbar. Katalyatoren dienen auch dazu, Methanol herzustellen, das als Treibstoff für die Brennstoffzelle in Zukunft an Bedeutung gewinnen wird.

Bezug des Magazins

ChemieRUBIN ist in der RUB-Fakultät für Chemie (Tel. 0234/32-24732) zum Preis von 5 Euro erhältlich. Weitere Themen in ChemieRUBIN: Vom Molekül zum Material: Die Kunst der Anorganischen Synthese; Programmierbare biomolekulare Nanokonstrukte - Molekulare Kopiermaschinen; Temperatur formt Moleküle - Von der Ameisensäure zur Doppelhelix; Wasser - mehr als ein Lösungsmittel: Das Eis ist heiß!; Photochemische Reaktionen im virtuellen Labor: Vom Lichtblitz zum Lichtblick; Robotersystem sucht Stickstoffmonoxid-Antagonisten: Sag NO zum Überleben!; Zinkoxid steuert Katalyse: Chemisch entzaubert; Mit High-Tech-Werkzeugen Proteinen auf der Spur: Gegen Malaria und Tumore.

Weitere Informationen

Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum
Prof. Dr. Volker Staemmler, Theoretische Chemie,
Tel. 0234/32-26752, E-Mail: staemm@theochem.rub.de

Prof. Dr. Christof Wöll, Physikalische Chemie
Tel. 0234/32-25529, E-Mail: woell@pc.rub.de

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

Weitere Berichte zu: Adsorption ChemieRUBIN Katalysator Molekül Wechselwirkung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Kommunikation Medien:

nachricht Mehr Wissenschafts-Enthusiasten als Desinteressierte in der Schweiz
05.02.2018 | Universität Zürich

nachricht Zwischen Filterblasen, ungleicher Sichtbarkeit und Transnationalität
06.12.2017 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Kommunikation Medien >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

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

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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