Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues aus dem Bor-Universum

18.06.2012
Über das Element Bor weiß weltweit wohl niemand so gut Bescheid wie das Team von Professor Holger Braunschweig an der Universität Würzburg: Zurzeit berichten gleich drei hochrangige Fachzeitschriften über Fortschritte, die den Würzburgern in der Bor-Chemie gelungen sind.

Für Chemiker hält das Element Bor immer wieder Überraschungen bereit. Es hat einen so großen Mangel an Elektronen, dass es sehr ungewöhnliche Verbindungen mit anderen Elementen eingeht. Viele Lehrbücher widmen dem Bor darum eigene Kapitel.


Molekül mit einer Bor-Bor-Dreifachbindung, erstmals synthetisiert von Chemikern der Universität Würzburg. Bild: Rian Dewhurst / Krzysztof Radacki


Ein Platin-Atom (Pt) durchbricht eine Bindung zwischen Bor (B) und Kohlenstoff (C1) zur Hälfte. Bild: Rian Dewhurst / Peter Brenner

Stabile Bor-Bor-Dreifachbindung

Lehrbuchreif ist auch der neue Forschungserfolg, den Professor Holger Braunschweig und seine Arbeitsgruppe von der Universität Würzburg in der Top-Zeitschrift „Science“ beschreiben: Einem Team um den Doktoranden Jan Mies ist es zum ersten Mal gelungen, eine stabile dreifache chemische Bindung zwischen zwei Bor-Atomen zu knüpfen.

Zwei- und Dreifachbindungen gibt es nur bei wenigen anderen Elementen, etwa bei Kohlenstoff, Silicium oder Stickstoff. Sie sind generell von Interesse, weil sie interessante Reaktionen möglich machen – etwa die Synthese von Kunststoffen wie Polyethylen. Auch das dreifach miteinander verbundene Bor öffnet eventuell Wege für die Entwicklung neuartiger Materialien und Arzneistoffe.

An der Realisierung einer Bor-Bor-Dreifachbindung sind in den vergangenen Jahrzehnten viele Wissenschaftler gescheitert. Die Würzburger dagegen hatten nicht nur damit Erfolg. Sie beschreiben auch einige Beispiele für chemische Reaktionen, die an der Dreifachbindung ablaufen. „Aus diesem Stoff sind Lehrbücher gemacht. Es besteht kein Zweifel, dass die Bor-Bor-Dreifachbindung schnell Eingang finden wird in die Bücher der Anorganischen Chemie“: So das Urteil eines Fachmanns, der die Arbeit aus Würzburg im Auftrag von „Science“ begutachtet hat.

Platin bei der Arbeit

Neue Wege, um Bor gezielt mit sich selbst oder anderen Elementen zu verbinden, beschreiben die Würzburger Chemiker in zwei weiteren aktuellen Veröffentlichungen. Im Fachblatt „Nature Communications“ schildern sie die Synthese eines Moleküls, das sie niemals in stabiler Form erwartet hätten: Ein Platin-Atom hat darin die Bindung zwischen Bor und Kohlenstoff „zur Hälfte“ durchgebrochen.

Platin wird in vielen technischen Prozessen als Katalysator eingesetzt, um den Ablauf chemischer Reaktionen zu beschleunigen. Dabei bewirkt es zum Beispiel, dass Bindungen zwischen Atomen geknüpft oder gelöst werden. „In unserem Molekül sorgt Platin dafür, dass die Bindung von Bor und Kohlenstoff irgendwo zwischen ‚intakt‘ und ‚gelöst‘ liegt“, sagt Doktorand Bernd Pfaffinger, der maßgeblich an der Synthese beteiligt war.

„Wir denken, dass wir eine Art Schnappschuss von dem Prozess vorliegen haben, bei dem Platin eine Bindung bricht.“ Normalerweise sei ein solcher Zustand viel zu flüchtig, um sich direkt nachweisen zu lassen. Die Stabilität des Moleküls sei darum völlig überraschend gewesen.

Bor-Atome zu Kette verknüpft

Die Zeitschrift „Nature Chemistry“ schließlich stellt eine Arbeit aus Würzburg vor, bei der vier Bor-Atome zu einer Kette verknüpft wurden. Eine solche Verkettung war bislang nur mit „aggressiven“ Methoden zu erreichen, nämlich unter hohen Temperaturen und mit explosiven Alkalimetallen wie Natrium, erklärt Braunschweigs Doktorand Qing Ye. Sein Team aber hat die Bor-Ketten jetzt erstmals bei Raumtemperatur in einer Kohlenmonoxid-Umgebung synthetisiert, also unter vergleichsweise milden chemischen Bedingungen.

Die Würzburger haben damit die Synthese längerer Ketten aus Bor-Atomen greifbarer gemacht. Von solchen Polymeren aus Bor erhofft sich die Wissenschaft einiges: Sie dürften interessante elektronische Eigenschaften besitzen, sollten also spannend sein für neue Anwendungen in der Elektronik.

„Ambient-Temperature Isolation of a Compound with a Boron-Boron Triple Bond”, Holger Braunschweig, Rian D. Dewhurst, Kai Hammond, Jan Mies, Krzysztof Radacki and Alfredo Vargas. Science, 15. Juni 2012, Vol. 336 no. 6087 pp. 1420-1422, DOI: 10.1126/science.1221138

„Unsupported Boron-Carbon o-Coordination to Platinum as an Isolable Snapshot of o-Bond Activation“, Holger Braunschweig, Peter Brenner, Rian D. Dewhurst, Ivo Krummenacher, Bernd Pfaffinger, Alfredo Vargas. Nature Communications 3, 29. Mai 2012, DOI: 10.1038/ncomms1884

“Controlled Homocatenation of Boron on a Transition Metal”, Holger Braunschweig, Qing Ye, Alfredo Vargas, Rian D. Dewhurst, Krzysztof Radacki, Alexander Damme, Nature Chemistry, 17. Juni 2012, DOI: 10.1038/nchem.1379

Kontakt

Prof. Dr. Holger Braunschweig, Institut für Anorganische Chemie der Universität Würzburg, T (0931) 31-85260, h.braunschweig@uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | Uni Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Infrarotsensor als neue Methode für die Wirkstoffentwicklung
19.07.2018 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Neues aus der Schaltzentrale
18.07.2018 | Karl-Franzens-Universität Graz

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: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

19.07.2018 | Verkehr Logistik

Mobilfunkstrahlung kann die Gedächtnisleistung bei Jugendlichen beeinträchtigen

19.07.2018 | Studien Analysen

Mit dem Nano-U-Boot gezielt gegen Kopfschmerzen und Tumore

19.07.2018 | Medizin Gesundheit

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