Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chemiker stellen Variante der „Wunderfolie“ vor

14.09.2012
Internationales Forschungsjournal titelt mit neuem Bielefelder Graphenmolekül

Auf dem Titelbild des renommierten Wissenschaftsjournals „Chemical Communications" (ChemComm) präsentieren Professor Dr. Dietmar Kuck von der Fakultät für Chemie und sein Mitarbeiter Ehsan Ullah Mughal ein Modell ihrer jüngsten Entwicklung.


Das neue Bielefelder Graphen-Molekül schmückt den Titel des renommierten Wissenschafts-journals „Chemical Communications" (ChemComm).

Die Forscher arbeiten an Varianten der „Wunderfolie“ Graphen, dem dünnsten und stärksten Material, das je von Menschen hergestellt wurde. Ihnen ist es gelungen, eine neue Graphen-Verbindung herzustellen, die nicht flach, sondern dreidimensional ist. Das neue Molekül aus Bielefeld hat eine Wölbung, die bisher unbekannte Reaktionen ermöglichen soll. Das ChemComm-Titelbild zeigt eine Montage des gewölbten Moleküls über der Universität Bielefeld und dem Teutoburger Wald. Das Titelbild und der Artikel erscheinen am heutigen Freitag, 14. September.

Graphen nennt man Riesenmoleküle aus Kohlenstoff-Atomen, die ein flaches und praktisch unendlich großes Netz aus Sechsecken bilden. Es ist äußerst dünn, weil es nur die Höhe eines Kohlenstoffatoms hat. Von Graphen erwarten sich Forscher weltweit technisch revolutionierende Eigenschaften, weil es extrem zugfest ist und Strom und Wärme sehr gut leitet. 2010 ging für die Grundlagenforschung an Graphen ein Nobelpreis an die zwei Physiker Andre Geim und Konstantin Novoselov von der Universität Manchester.

Graphen ist – ebenso wie eine Bienenwabe – flach, weil es ausschließlich aus Sechsecken besteht. Bauelemente, die mehr oder weniger Ecken haben, würden das Graphen verformen – so dass das Netzwerk wie eine Kuppel oder ein Sattel aus der Fläche heraus gezwungen wird. Wenn man es schafft, ein Graphen-Netz zu bauen, das neben den sechseckigen Bausteinen auch solche mit fünf oder sieben Ecken enthält, dann erhält man ein Riesenmolekül mit einer oder mehreren Wölbungen. Dieses Wissen haben sich der Diplom-Chemiker Ehsan Ullah Mughal und Professor Dr. Dietmar Kuck zunutze gemacht. Mughal hat verschiedene kleine Kohlenstoff-Bausteine in fünf aufeinander folgenden Stufen miteinander reagieren lassen, so dass schließlich ein Graphen-Netz herauskam, das zum großen Teil flach ist, aber als Besonderheit eine Wölbung besitzt.
„Entscheidend ist dabei, dass es gelungen ist, weltweit zum ersten Mal ein Siebeneck aus Kohlenstoff-Atomen innerhalb eines Graphen-Moleküls zu erzeugen“, sagt Professor Dr. Dietmar Kuck, der die Experimente von Mughal geleitet hat. Eine unerlässliche „Zutat“ des Graphen-Moleküls ist ein Baustein, dessen Chemie Kuck und sein Team seit 1984 entwickeln. Dieses Molekül heißt „Tribenzotriquinacen“ und bringt gleich drei Fünfringe auf einmal ein. Mughal hat diesen Baustein mit einem flachen Graphen-Ausschnitt vereinigt, um so insgesamt ein Kohlenstoff-Netz mit der Wölbung herzustellen.

In dem neuartigen Bielefelder Graphenartigen Molekül bilden 58 Kohlenstoff-Atome insgesamt 15 Sechsecke, drei Fünfecke und ein Siebeneck. Weitere Kohlenwasserstoff-Reste hängen als Reste daran und sorgen für gute Löslichkeit.

Kuck sagt, die erfolgreiche Erzeugung des neuen Moleküls zeige Wege zu ähnlichen, noch größeren Strukturen, die Potenzial für neue Anwendungen in der Technik finden sollten. Solche Materialien könnten künftig zum Beispiel bei der Herstellung von Flüssigkristallanzeigen (LCDs) in Flachbildschirmen, Monitoren und Handys genutzt werden. „Die Entwicklung dieser neuartigen Moleküle ist bei uns aber Teil der Grundlagenforschung“, sagt Kuck. „Wir erforschen, ob und auf welchen Wegen ein experimenteller Zugang zu diesen neuartigen Materialien erreicht werden kann, und veröffentlichen die dazugehörigen Verfahren, so dass aufgrund unserer Ergebnisse weltweit auch andere Forscherinnen und Forscher zur Entwicklung von Technologien der Zukunft beitragen können.“
Das Graphen-Projekt von Kuck und Mughal wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. „Chemical Communications“ gehört zu den weltweit führenden Fachzeitschriften für Originalveröffentlichungen aus allen Gebieten der Chemischen Grundlagenforschung. Das Magazin wird von der Royal Society of Chemistry (RSC) in Großbritannien herausgegeben.

Originalveröffentlichung:
Merging tribenzotriquinacene with hexa-peri-hexabenzocoronene: a cycloheptatriene unit generated by Scholl reaction. Ehsan Ullah Mughal and Dietmar Kuck*, Chemical Communica-tions, 14.9.2012, dx.doi.org/10.1039/c2cc34245f

Kontakt:
Prof. Dr. Dietmar Kuck, Universität Bielefeld
Fakultät für Chemie / Organische Chemie I
Telefon: 0521 106-2060
E-Mail: dietmar.kuck@uni-bielefeld.de

Ingo Lohuis | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bielefeld.de
http://www.uni-bielefeld.de/chemie/arbeitsbereiche/oc1/DK

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Wie wirksam sind Haftvermittler? Fraunhofer nutzt Flüssigkeitschromatographie zur Charakterisierung
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Dem Lichtstrahl auf die Sprünge geholfen
21.07.2016 | SCHOTT AG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

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