Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017

Gutachter bewerten Ergebnisse des Autorenteams aus Bremen, Leipzig, Wuppertal und den USA als wissenschaftlichen Durchbruch in der Grundlagenforschung. Weltweit führendes Fachjournal „Angewandte Chemie" publiziert Studie auf seiner Titelseite.

Reaktionen mit Edelgasen haben Chemiker seit je her fasziniert. Die Substanzen, die zum Beispiel als Leuchtmittel in Leuchtstoffröhren vorkommen, sind extrem träge in ihren chemischen Reaktionen – und damit „edel“.


Edelgase kommen zum Beispiel als Leuchtmittel in Leuchtstoffröhren vor.

Bild: Fotolia_133427200_thauwald-pictures


Ihre Studie bringt die Forscher auf das Titelblatt der aktuellen Print-Ausgabe des weltweit führenden Fachjournals "Angewandte Chemie"

Foto: "Angewandte Chemie"

Eine Studie in diesem Bereich der Grundlagenforschung sorgt in der Fachwelt zurzeit für Aufmerksamkeit. Unter Federführung der Universität Bremen ist es einem Forscherteam gelungen, eine Verbindung zwischen Edelgasen und einer negativ geladenen chemischen Substanz zu schaffen.

Negative Substanzen haben einen Elektronenüberschuss und sollten daher prinzipiell nicht mit Edelgasen reagieren. Mit Hilfe experimenteller und computergestützter Methoden konnten die Wissenschaftler der Universitäten Bremen und Leipzig, der Bergischen Universität Wuppertal und des US-amerikanischen Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in Richland die Ursache für dieses bemerkenswerte Reaktionsverhalten der Anionen aufklären und ein neues chemisches Reaktionskonzept entwickeln.

Fachgutachter haben die Studie als wissenschaftlichen Durchbruch eingestuft. Sie bringt die Forscher auf das Titelblatt der aktuellen nationalen und internationalen Print-Ausgabe des weltweit angesehenen Fachjournals „Angewandte Chemie" (Nr. 27), die am heutigen 26. Juni 2017 erscheint.

Edelgase gar nicht so edel?

Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler standen zunächst im Widerspruch zur akzeptierten Lehrmeinung. Denn ein Edelgas kann höchstens durch eine chemische Substanz mit hohem Elektronenmangel gebunden werden, die dem Edelgas – trotz seiner Reaktionsträgheit – Elektronen entreißt. Die experimentellen Ergebnisse ließen aber keinen Zweifel zu:

Ein negativ geladener Borcluster – eine Verbindung mit Elektronenüberschuss, die das Halbmetall Bor enthält – hatte die Edelgase Krypton und Xenon gebunden. „Um dieses chemische Rätsel zu lösen, das völlig unserer Intuition widersprach, waren umfangreiche theoretische Untersuchungen mit modernsten computergestützten Methoden erforderlich“, sagt Markus Rohdenburg, Erstautor der Studie.

Er promoviert zurzeit an der Universität Bremen und hat an dem Projekt schon als Student mitgearbeitet. Dabei ist das Verständnis der Wissenschaftler von Edelgasen unkritisch. „Die Reaktion ist auf die besondere chemische Natur dieses negativen Borclusters zurückzuführen“, erklärt Professor Simon Grabowsky (Uni Bremen), der die Studie gemeinsam mit seinem ehemaligen Bremer Kollegen Dr. Jonas Warneke vom US-amerikanischen Pacific Northwest National Laboratory in Richland geleitet hat.

„Obwohl der Borcluster physikalisch ein negatives Teilchen ist, ist es chemisch quasi ein positives Teilchen.“ Diese außergewöhnliche Verknüpfung von physikalischen und chemischen Eigenschaften mache das Edelgasbinden unter diesen experimentellen Bedingungen erst möglich. Durch diese Erkenntnisse könnten mögliche praktische Anwendungen zum Beispiel in der Edelgasisolierung und Lagerung entwickelt werden.

Erfolgreiche Studie durch gute Kooperation

Um die Studie erfolgreich durchzuführen, nutzten die Wissenschaftler in Bremen, Leipzig, Wuppertal und Richland gegenseitig ihre jeweilige Expertise: Während die Forscher an der Universität Bremen und dem US-amerikanischen Pacific Northwest National Laboratory die grundlegende Idee entwickelten, erste Messungen und theoretische Untersuchungen machten, führten die Wissenschaftler der Universität Leipzig die Experimente zur Edelgasbindung und spektroskopische Messungen durch. Expertise in der Borclusterchemie brachte die Bergische Universität Wuppertal mit. Die chemische Synthese der in der Studie verwendeten Borcluster erfolgte dort.

Das Autorenteam im Überblick

An der Studie sind von der Universität Bremen die Wissenschaftler Markus Rohdenburg, Professor Simon Grabowsky, Dr. Tobias Borrmann, Dr. Vladimir Azov und Florian Klemiss beteiligt. Dr. Jonas Warneke hat an der Universität Bremen promoviert und forscht zurzeit am US-amerikanischen Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in Washington. An der Universität Leipzig haben die Wissenschaftler Martin Mayer, Max Grellmann und Professor Knut R. Asmis an der Studie mitgearbeitet. Von der Bergischen Universität Wuppertal gehört Professor Carsten Jenne zum Autorenteam.

Der Fachartikel mit dem Titel „Superelektrophiles Verhalten eines Anions demonstriert durch spontane Bindung von Edelgasen an [B12Cl11]“ ist online bereits unter https://doi.org/10.1002/ange.201702237 nachzulesen (internationale Ausgabe: https://doi.org/10.1002/anie.201702237).

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich 2 – Biologie / Chemie
Institut für Angewandte und Physikalische Chemie
Markus Rohdenburg
Tel.: +49-421 218-63203
E-Mail: m.rohdenburg@uni-bremen.de

Weitere Informationen:

https://doi.org/10.1002/ange.201702237

Meike Mossig | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt
17.01.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien
17.01.2018 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

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 - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Projekt "HorseVetMed": Forscher entwickeln innovatives Sensorsystem zur Tierdiagnostik

17.01.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt

17.01.2018 | Physik Astronomie

Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

17.01.2018 | Physik Astronomie