Maßgeschneidert für optische Anwendungen
Legt man einen Kalkspat-Kristall auf eine beschriebene Seite, sieht man die Buchstaben doppelt. Grund ist eine als Doppelbrechung bezeichnete optische Eigenschaft. Wissenschaftler von der Simon-Fraser-Universität in Kanada haben jetzt ein Material entwickelt, das sich als einer der am stärksten doppelbrechenden Feststoffe erwies. Wie in der Zeitschrift Angewandte Chemie beschrieben, handelt es sich dabei nicht um ein Mineral, sondern um ein metallorganisches Koordinationspolymer.
Als Brechung bezeichnet man die Richtungsänderung einer Lichtwelle, etwa wenn sie aus Luft in Wasser oder in einen Kristall eintritt. Grund ist eine lokale Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Bei doppelbrechenden Kristallen wird das Licht dabei in zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilstrahlen zerlegt, die unterschiedliche Geschwindigkeiten haben und zueinander parallelverschoben wieder austreten. Ursache ist ein Kristallgitter, das entlang der verschiedenen räumlichen Achsen sehr unterschiedliche optische Eigenschaften zeigt (Anisotropie).
Doppelbrechende optische Bauteile bestehen üblicherweise aus Kalkspat. Entscheidende Größe ist der Brechungsindexunterschied für Licht, das sich in zwei unterschiedlichen Richtungen im Kristall ausbreitet. Dieser Wert liegt für Kalkspat bei 0,17.
Das Team um Daniel B. Leznoff und Zuo-Guang Ye hat nun ein stark doppelbrechendes Koordinationspolymer hergestellt. Koordinationspolymere sind ein-, zwei- oder dreidiemnsional verbrückte Metallkomplexe. Vorteil dieser Verbindungsklasse ist eine schier unbegrenzte Designfreiheit: Die einzelnen Bausteine – Metallzentrum, Chelatliganden, Brückenligangen – können fast beliebig ausgewählt und kombiniert werden, um spezielle Materialeigenschaften maßzuschneidern.
Leznoffs Team, im Labor von Michael J. Katz angeführt, wählte einen „Terpy“ genannten Liganden, ein flaches Ringsystem aus drei Pyridineinheiten (aromatische Sechsinge mit einem Stickstoffatom) und Blei als Metallzentrum. Die Komplexe sind über lineare Brückenliganden aus einem zentralen Silber- oder Goldion und zwei Cyanid-Gruppen zu zweidimensionalen Schichten verbunden. Wird das zentrale Blei durch Mangan ersetzt, entstehen eindimensionale leiterartige Strukturen. Im Kristall sind die Blei- und die Mangan-Polymere aber analog angeordnet: die Terpy-Moleküle liegen Fläche zu Fläche senkrecht der Achse des Kristallwachstums – offenbar das entscheidende Kriterium für die hohe Doppelbrechung, die Werte von 0,43 bzw. knapp unterhalb 0,4 erreicht und damit signifikant höher als bei der Mehrzahl anorganischer doppelbrechnder Materialien ist.
Eine verbesserte optische Datenspeicherung und Datenübertragung in der Kommunikationstechnik sind mögliche Anwendungsgebiete für hoch doppelbrechende Materialien.
Angewandte Chemie: Presseinfo 45/2007
Autor: Daniel B. Leznoff, Simon Fraser University (Canada), http://www.sfu.ca/leznoffgroup/
Angewandte Chemie 2007, 119, No. 46, 8960-8963, doi: 10.1002/ange.200702885
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie
Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.
Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.
Neueste Beiträge
Diamantstaub leuchtet hell in Magnetresonanztomographie
Mögliche Alternative zum weit verbreiteten Kontrastmittel Gadolinium. Eine unerwartete Entdeckung machte eine Wissenschaftlerin des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart: Nanometerkleine Diamantpartikel, die eigentlich für einen ganz anderen Zweck bestimmt…
Neue Spule für 7-Tesla MRT | Kopf und Hals gleichzeitig darstellen
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglicht detaillierte Einblicke in den Körper. Vor allem die Ultrahochfeld-Bildgebung mit Magnetfeldstärken von 7 Tesla und höher macht feinste anatomische Strukturen und funktionelle Prozesse sichtbar. Doch alleine…
Hybrid-Energiespeichersystem für moderne Energienetze
Projekt HyFlow: Leistungsfähiges, nachhaltiges und kostengünstiges Hybrid-Energiespeichersystem für moderne Energienetze. In drei Jahren Forschungsarbeit hat das Konsortium des EU-Projekts HyFlow ein extrem leistungsfähiges, nachhaltiges und kostengünstiges Hybrid-Energiespeichersystem entwickelt, das einen…