Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Funktion im Inneren eines Fullerenkäfigs

06.09.2010
Erstmalig ist es möglich, die Redoxreaktion des Fullerens ausschließlich über das eingeschlossene Metall zu steuern. Bedeutung kann diese Methode gewinnen für die Untersuchung des Spintransports in nanoscaligen Bauelementen.

Fullerene sind käfigförmige Moleküle aus Kohlenstoff, die vor 25 Jahren entdeckt wurden. Das häufigste Fulleren - C60 – besteht aus 60 Kohlenstoffatomen, die einen Käfig von nur 0,71 Nanometern Durchmesser bilden.

Ist dieser Hohlraum mit anderen Atomen, Ionen oder Molekülen gefüllt, spricht man von endohedralen Fullerenen. In den letzten Jahren sind unter den endohedralen Fullerenen die Nitridclusterfullerene M3N@C2n wegen ihrer großen Stabilität und der Vielfalt an Clustern im Käfig auf großes Interesse gestoßen.

Forscher aus dem IFW Dresden und der Universität Hefei konnten nun zeigen, dass für den Fall eines Übergangsmetalls wie Titan im Nitridcluster TiM2N die Spindichte an eben diesem Metall(ion) lokalisiert ist. Wird nun der Redoxzustand des gesamten Fullerenemoleküls (z. B. elektrochemisch), so ändert sich der Redoxzustand des Titans. Das ist das erste Beispiel eines endohedralen Fullerens, bei dem die Redoxreaktion des Fullerens ausschließlich über das eingeschlossene Metall abläuft.

In den meisten Fällen ist der Fullerenkäfig selbst an der Redoxreaktion beteiligt. Im vorliegenden Fall kann nun der elektronische Zustand der endohedralen Spezies im Fullerene exakt eingestellt werden. Da der endohedrale Cluster zudem noch im Fullerenkäfig rotiert, entsteht eine stark und schnell veränderliche Spindichteverteilung im TiSc2N@C80.

Dieser Effekt ist von den Forschern als "Spinfluss" bezeichnet worden, der ein Ausdruck für die zeitliche Änderung der Spinpopulationen ist und der sich mit molekulardynamischen Simulationen in einem 'Spinfluss-Schwingungsspektrum' abbilden lässt. Mit dieser Methode lässt sich eindeutig zeigen, welche internen Schwingungen im Molekül mit dem Spinfluss gekoppelt sind, was nicht nur für endohedrale Metallofullerene sondern für alle Molekülarten mit dieser 'Spinfluss-Schwingungsspektroskopie' möglich ist.

Die Bedeutung der hier vorgestellten Ergebnisse ist im britischen Nanotechnology Journal gewürdigt worden.

Online: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/43535

Kontakt:
Dr. Alexey Popov
a.popov@ifw-dresden.de
Tel. 0351-4659658
Prof. Dr. Lothar Dunsch
l.dunsch@ifw-dresden.de
Tel. 0351-4659660

Dr. Carola Langer | idw
Weitere Informationen:
http://www.ifw-dresden.de
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/43535

Weitere Berichte zu: Cluster Fulleren Fullerenkäfig Käfig Metall Molekül Redoxreaktion Redoxzustand

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten