Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare optische Täuschung

09.06.2011
Aromatisches Ringsystem erinnert an M.C. Eschers Penrose-Treppe

Wer kennt es nicht, das berühmte Bild von M. C. Escher mit der Treppe, die immer nur treppauf führt, obwohl sie einen geschlossenen Kreis bildet, nach ihren Erfindern Lionel und Roger Penrose auch als „Penrose-Treppe“ bezeichnet – eine trickreiche optische Täuschung. Hiroyuki Isobe und ein Team von der Tohoku und der Tsukuba University (Japan) stellen jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie ein Molekül vor, das an diese Penrose-Treppe erinnert.

Um die chemische Zusammensetzung und den strukturellen Aufbau von Molekülen zu veranschaulichen, stellt man diese an sich dreidimensionalen Objekte notwendigerweise in Form zweidimensionaler Strichzeichnungen dar. Oft wird ihnen auch ein zusätzlicher perspektivischer Anstrich mitgegeben, um die räumliche Anordnung der einzelnen Molekülteile zueinander herauszuarbeiten.

Zweidimensionale Zeichnungen können das Auge täuschen und dem Betrachter dreidimensionale Objekte vorgaukeln, die in der Realität unmöglich sind. So fasziniert und amüsiert uns die Betrachtung von Bildern solcher optischen Täuschungen, wie sie gern von M.C. Escher gezeichnet wurden. Eines seiner berühmtesten Werke ist eine Lithographie, die sich an die Penrose-Treppe anlehnt, auf der Menschen im Kreis laufen, obwohl sie augenscheinlich immer nur treppab gehen.

An diese Treppe fühlten sich die Wissenschaftler um Isobe erinnert, als sie ein Molekül aus der Klasse der so genannten Cyclobis[4]helicene synthetisierten und als Linienzeichnung darstellten. Helicene bestehen aus planaren aromatischen Kohlenstoffsechsringen, die miteinander über je eine gemeinsame Kante gewinkelt verknüpft sind. Aus räumlichen Gründen müssen sich die Moleküle spiralförmig winden. Ein [4]Helicen besteht aus vier verknüpften Ringen. Zwei solcher Einheiten kuppelten die japanischen Wissenschaftler ringförmig über zwei Einfachbindungen aneinander.

Eine Wendel (Helix) kann sich rechts herum oder links herum winden. Im Fall der Ringe aus zwei Helicenen winden sich beide Helicen-Einheiten in die selbe Richtung. Dargestellt als perspektivische zweidimensionale Strichzeichnung erweckt das Doppel-Helicen den Eindruck der Penrose-Treppe: Beide Hälften führen treppab, trotzdem landet man beim gedanklichen Rundgang nach einer Umdrehung natürlich wieder am Ausgangspunkt.

Wie kann das sein? Das Molekül ist ja kein unmögliches Objekt, sondern existiert, und seine Struktur ist auch nicht anders als angenommen. Die Lösung des Verwirrspiels zeigt sich, wenn man das Molekül von der Seite darstellt: Die axiale Drehung der Einfachbindungen zwischen den zwei Bausteinen ermöglich die geneigte Orientierung der Helicen-Ringsysteme.

Isobe hofft, dass diese Molekülklasse interessante Perspektiven als Baustein für Flüssigkristalle eröffnen könnte.

Angewandte Chemie: Presseinfo 23/2011

Autor: Hiroyuki Isobe, Tohoku University (Japan), http://www.orgchem2.chem.tohoku.ac.jp/Isobe/Curriculum_Vitae.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201102210

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff
17.07.2018 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Künstliche neuronale Netze helfen, das Gehirn zu kartieren
17.07.2018 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

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

Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umweltressourcen nachhaltig nutzen

17.07.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Textilien 4.0: Smarte Kleidung und Wearables als Innovation

17.07.2018 | Innovative Produkte

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