Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der winzigste Fußball der Welt

26.06.2008
Innsbrucker Ionenphysiker sind C60 auf der Spur
Mit Fünf- und Sechsecken als Seitenflächen sehen sie aus wie ein Fußball.
Allerdings ist ihr Durchmesser dreihundert Millionen Mal kleiner:
Fußballmoleküle. Innsbrucker Ionenphysiker erforschen die aus 60 Kohlenstoffatomen (C60) bestehenden Moleküle seit über 15 Jahren. Derzeit ist ein Team um Univ.-Prof. Dr. Paul Scheier der Frage auf der Spur, welche Rolle C60 bei der Bildung komplexer Biomoleküle - damit den Bausteinen des Lebens - bereits im Weltall gespielt haben könnte.

„Neben Diamant und Grafit sind Fußballmoleküle wie C60 die dritte bisher bekannte Form von Kohlenstoff. Da das extrem stabile C60 auch im Weltraum nachgewiesen wurde, versucht die internationale Forschung die Rolle der Fußballmoleküle im größten Match überhaupt, nämlich jenem der Entstehung des Lebens, zu klären. Astrophysiker und Astrobiologen vermuten, dass in interstellaren Wolken komplexe Biomoleküle auf kohlenstoffhältigen Staub- und Eispartikeln aus einfachen Molekülen wie Wasser, Ammoniak und Kohlendioxid durch die Wechselwirkung mit langsamen Elektronen entstehen,“ erklärt Scheier. Diese Vorgänge, die bei der Bildung und Zerstörung komplexer Biomoleküle im Weltraum ablaufen dürften, werden in Innsbruck simuliert sowie Schritt für Schritt untersucht.

C60 dient bei diesen Versuchen als Modelloberfläche, um zu untersuchen, ob und wie langsame Elektronen auf kohlenstoffhältigen Staubkörnern im interstellaren Raum Auslöser chemischer Molekülsynthesen auf dem Weg zu den Bausteinen des Lebens gewesen sein könnten. Dazu werden die winzigsten Fußbälle der Welt in einer Spezialkammer in Mikro-Tröpfchen aus superkaltem Helium eingelagert. In diesem Laborexperiment ersetzt das dotierte Heliumtröpfchen die Staubteilchen. Bei 0,37 Grad Kelvin – dies ist nahe dem absoluten Nullpunkt – werden die Heliumtröpfchen und das eingelagerte C60 mit langsamen Elektronen beschossen.

... mehr zu:
»Biomolekül »Molekül

Im Weltall werden die kohlenstoffhältigen Staubpartikel mit hochenergetischem Licht bestrahlt, welches nach Absorption im Staubteilchen freie, langsame Elektronen erzeugt. Das C60 liefert im Laborexperiment die langsamen Elektronen, ohne selbst die weiteren biochemischen Prozesse zu beeinflussen. „Langsame Elektronen sind in der Lage gezielt Bindungen in komplexen Molekülen sehr selektiv zu brechen, was vor Kurzem in Innsbruck entdeckt worden ist. Diese einzigartige Eigenschaft langsamer Elektronen ist vermutlich die treibende Kraft bei der Synthese von Biomolekülen in interstellaren Wolken. Die Produkte dieser Wechselwirkungen können wir anschließend nach ihrer Masse analysieren und mit hoher Empfindlichkeit nachweisen“, betont der Wissenschaftler.

Das Innsbrucker Team will durch diese Experimente weitere Beiträge dazu liefern, wie elementare Prozesse bei der Entstehung des Lebens abgelaufen sind. Diese Forschungen sind aber nicht nur mit dieser Frage verknüpft. Die Arbeiten des Teams ermöglichen auch Rückschlüsse darauf, wie Strahlenschäden entstehen, also darauf was passiert, wenn ionisierende Strahlung (Radioaktivität oder

Röntgenstrahlung) auf Biomoleküle - wie z. B. Proteine und die DNS einwirken.

C60 wurde 1985 von Harold Kroto, Richard Smalley und Robert Curl entdeckt.
Diese Wissenschaftler wurden dafür 1996 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet. Am Bereich Ionenphysik des Institutes für Ionen- und Angewandte Physik der Leopold-Franzens-Universität Innsbruck konnten bereits kurz nach der Entdeckung des „prominenten“ Moleküls erste Untersuchungen mit C60-Material durchgeführt werden, da der Erfinder der Massenproduktion von C60, Prof. Wolfgang Krätschmer aus Heidelberg dem Institut eine erste Probe zur Verfügung gestellt hatte.
Bei der Erforschung von Fußballmolekülen sorgte das Innsbrucker Team unter Leitung des damaligen Institutsvorstandes, Univ.-Prof.DDr.hc.mult Tilmann Märk bisher unter anderem für internationales Aufsehen, als es als global erstes Team zusammen mit Prof. Olof Echt von der University of New Hampshire und Prof. Chava Lifschitz von der Hebrew University of Jerusalem 2001 die genaue Bindungsenergie von C60 klären konnte. C60 hat eine große Bindungsenergie von zehn Elektronenvolt (eV). Ganz im Gegensatz zu seinem großen „Bruder“, dem Fußball, hält das Fußballmolekül extrem hohe Energiedosen aus, z. B. Temperaturen von über tausend Grad Celsius. Und:

Erst bei einem Aufprall mit einer Geschwindigkeit von 30.000 Stundenkilometern löst sich seine Struktur auf.

Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Paul Scheier
Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik
Technikerstrasse 25, A-6020 Innsbruck
Telefon: +43(0)512/507 6243
Mail: Paul.Scheier@uibk.ac.at
Mag. Gabriele Rampl
Public Relations Bereich Ionenphysik
Kurzgasse 3, A-1060 Wien
Telefon: +43(0)650/2763351
Mail: office@scinews.at

Gabriele Rampl | Bereich Ionenphysik
Weitere Informationen:
http://www.scinews.at
http://www.uibk.ac.at/ionen-angewandte-physik

Weitere Berichte zu: Biomolekül Molekül

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung
17.07.2018 | Österreichische Akademie der Wissenschaften

nachricht Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?
16.07.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: 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...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

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

Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

17.07.2018 | Physik Astronomie

Künstliche neuronale Netze helfen, das Gehirn zu kartieren

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weltgrößte genetische Studie zu allergischem Schnupfen

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

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