Internetchemie

Chemie im Ganzen - Aktuelle Berichte und Nachrichten.




Prof. Dr. Georg Pohnert
Kieselalgen "riechen" gelöste Materialen

Chemiker der Uni Jena berichten über die Fähigkeit einzelliger Mikroalgen, gelöste Minerale im Wasser wahrzunehmen.

Abbildung: Chemiker Prof. Dr. Georg Pohnert von der Uni Jena und sein Team haben Kieselalgen dabei beobachtet, wie sie Silikate im Wasser aufspüren.

[Bildquelle: Jan-Peter Kasper/FSU]




Indomethacin
Wirkstoff Indomethacin mit Borcluster modifiziert

Chemiker verändern einen Schmerzwirkstoff - und hoffen auf weniger Nebenwirkungen durch durch Modifikation der Verbindung mit einem Borcluster.

Abbildung: Die Strukturformel des Wirkstoffs Indomethacin. Die Verbindung wurde mit einem so genannten Borcluster verändert, einem kugelförmigen Molekül aus Bor-, Wasserstoff- und Kohlenstoff-Atomen.

[Bildquelle: Internetchemie]




Diamantstempelzelle
Gezähmte Kohlensäure

MPIC-Forscher stabilisieren das reaktive Molekül bei hohem Druck - Bedeutung der Substanz für das Erdsystem könnte bisher unterschätzt worden sein.

Abbildung: Einspannen der Diamantstempelzelle am Raman-Spektrometer: Janek Zeuschner (l.) und Hongbo Wang gelang es mithilfe dieses Hochdruckinstruments, stabile Kohlensäure herzustellen.

[Bidquelle: Anne Reuter]




Weltweit kleinstes Fachwerk
Ein Fachwerk im Nanomaßstab

Forscher des KIT stellen das kleinste von Menschen gemachte Fachwerk in der Fachzeitschrift Nature Materials vor. Mit Strebenlängen von unter einem Mikrometer und Strebendurchmessern von 200 Nanometern sind seine Bauteile aus glasartigem Kohlenstoff rund einen Faktor fünf kleiner als vergleichbare sogenannte Metamaterialien.

Abbildung: Erst unter dem Mikroskop kann man das weltweit kleinste Fachwerk erkennen, dessen Strebendurchmesser 0,2 und die Gesamtgröße rund 10 Mikrometer betragen.

[Bildquelle: J.Bauer/KIT]




[Pablo Sinues mit SESI-Gerät]
Eine feine Nase fürs Massenspektrometer

ETH-Wissenschaftler haben die empfindlichsten Analysegeräte für Luft und Gase nochmals deutlich empfindlicher gemacht. Die Instrumente sind damit reif für den Einsatz in der Medizin, der biologischen Forschung und der Forensik.

Abbildung: Pablo Sinues mit SESI-Gerät [Bildquelle: ETH Zürich / Pablo Sinues].




Graphen-Eisen-Stickstoff-Komplex
Platin-Alternative: FeN4-Katalysatoren

Mit einem neuen Präparationsverfahren haben Teams am HZB und der TU Darmstadt ein preiswertes Katalysatormaterial für Brennstoffzellen hergestellt und eingehend analysiert: Es besteht aus Eisen-Stickstoff-Komplexen, die in Graphen-Inseln von nur wenigen Nanometern im Durchmesser eingebettet sind.

Abbildung: Skizziert ist eine Nanoinsel aus Graphen, in die Eisen-Stickstoff-Komplexe eingelagert sind. Katalytisch wirksam sind FeN4-Komplexe (orange markiert).

[Bildquelle: S. Fiechter/HZB]




Polyoxometallat P8W48
Neue edelmetallfreie Brennstoffzellen: Effizient und wirtschaftlich

Herkömmliche Brennstoffzellen mit Katalysatoren aus Platin sind zu teuer für eine breite Anwendung. Billigere Systeme aber sind deutlich weniger effizient. Nun hat eine internationale Forschergruppe unter Beteiligung der Jacobs University einen Katalysator für Brennstoffzellen entwickelt, der ganz ohne Edelmetalle auskommt und trotzdem keine Abstriche bei der Effizienz macht.

Abbildung: Hergestellt und charakterisiert in Bremen: Polyoxometallat mit der eindrucksvollen Summenformel [H7P8W48O184]33-, kurz P8W48, macht den Unterschied.

[Bildquelle: Jacobs University]




Proteinfaser-Hybridmembran
Hocheffizient: Ein neuer Filter für Schwermetalle

ETH-Forscher entwickeln ein neuartiges Wasserfiltersystem, das bisherigen Systemen in vielerlei Hinsicht überlegen ist: Es entfernt aus dem Wasser höchst effizient verschiedene giftige Schwermetall-Ionen und radioaktive Substanzen und lässt sich auch noch für die Wiedergewinnung von Gold nutzen.

Abbildung: Das verunreinigte Wasser (verfärbtes Wasser in Fläschchen) wird mit Unterdruck durch die Hybridmembran gesogen, die Schwermetall-Ionen (rote Kugeln) binden dabei an die Proteinfasern [Schema: Bolisetty, Mezzenga, Nature Nanotechnology, 2016].




Wie Metallcluster wachsen
Wachstum von Metallclustern detailliert beobachtet

Erst der Kern, dann die Schale: Forscher aus Marburg und Karlsruhe haben den schrittweisen Aufbau von Metallcluster-Verbindungen verfolgt, das sind kleinste Ausschnitte von Metallen in molekularer Form. Das Team untersuchte Cluster, die ein Übergangsmetall-Atom enthalten, das sich in einer Hülle aus Halbmetall-Atomen befindet.

Abbildung: Das Team um die Marburger Chemieprofessorin Dr. Stefanie Dehnen verfolgte die Bildung eines Metallclusters von den atomaren Bestandteilen bis zur fertigen Verbindung, indem sie die aufeinanderfolgenden Kristallstrukturen beobachteten. In Verbindung mit quantenchemischen Berechnungen ergibt sich erstmals ein weitgehend quantitatives Gesamtbild.

[Bildquelle: AG Dehnen, Philipps-Universität Marburg]




Widom-Linie von Wasser
Superkritisches Wasser im Terahertz-Spektrum

Mit Molekulardynamik-Simulationen haben Forscher die Eigenschaften von superkritischem Wasser analysiert.

Abbildung: Superkritisches Wasser kann unterschiedliche Zustände annehmen, wobei die sogenannte Widom-Linie ein gasähnliches von einem flüssigkeitsähnlichen Regime trennt.

[Bildquelle: Christoph Schran]




Amorphe Nanopartikel aus Eisen
Mit amorphen Nano-Eisenpartikeln gegen Krebs

Wissenschaftler berichten in der Angewandten Chemie über die Vernichtung von Tumorzellen durch Nanopartikel aus glasartigem Eisen.

Abbildung: Ein Trojanisches Pferd für Krebszellen. Forscher berichten über die Wirkung amorpher Nanopartikel aus Eisen, die im sauren, wasserstoffperoxidreichen Milieu von Tumorzellen selektiv reaktive Eisenionen freisetzen.

[Bildquelle: Wiley-VCH]




Lithiumniobat-Kristall
Große Bandbreite im IR-Bereich exakt bestimmen

Laserphysiker am Max-Planck-Institut für Quantenoptik haben ein neues Messsystem für Lichtwellen im Nahen Infrarotbereich entwickelt.

Abbildung: Über einen Lithiumniobat-Kristall erzeugen die Laserphysiker einen nur wenige Femtosekunden langen Infrarotpuls. Die Wellenform des Infrarotlichts können die Forscher genau analysieren.

[Bildquelle, Foto: Thorsten Naeser]




Salzkristalle zur Polimid-Herstellung
Erstmals eckig: Polyimide per Gel-Kristallisation

Mit einem neuen, an der TU Wien entwickelten Syntheseverfahren lässt sich das extrem widerstandsfähige Material Polyimid erstmals in Form kantiger Partikel herstellen.

Abbildung: Salzkristalle, die zu Polyimid umgewandelt werden können. Der Salzkristall wird zum Polyimid umgewandelt - im festen Zustand, ohne aufgelöst zu werden. Die eckige Form des ursprünglichen Salzkristalls wird beibehalten und ein kantiger Polyimid-Partikel entsteht.

[Bildquelle, Copyright: TU Wien]




Diethylhexylphthalat DEHP
Dick durch den Weichmacher DEHP

Forscher finden verantwortliche Stoffwechselwege, die zu einer Gewichtszunahme durch Bis(2-ethylhexyl)phthalat führt.

Abbildung: Weichmacher für Kunststoffe wie das DEHP wirken auf das Hormonsystem und stehen im Verdacht, Einfluss auf das Körpergewicht zu nehmen. Forscher konnten nun aufdecken, welche Stoffwechselprozesse hieran beteiligt sind.

[Bildquelle: Internetchemie]




3D-Struktur eines DNA-Enzyms
Die DNA als Katalysator: Strukturaufklärung

Wissenschaftler haben nun die räumliche Struktur eines DNA-Enzyms im atomaren Detail sichtbar gemacht.

Abbildung: Die erste dreidimensionale Struktur eines DNA-Enzyms. Das Desoxyribozym (blau) hat zwei RNA-Stränge (orange) miteinander verknüpft.

Anders als katalytische Proteine und RNAs hat man DNA-Enzyme, auch Desoxyribozyme genannt, bisher in lebenden Zellen nicht gefunden. Wissenschaftler stellen diese künstlich her, indem sie eine Vielzahl einzelner DNA-Stränge produzieren und anschließend jene herausfiltern, die enzymatisch aktiv sind, also chemische Reaktionen katalysieren [Bildquelle: Höbartner und Pena / Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie].




Chrom XFM-Analyse
Chrom(III)-Oxidation in Körperzellen

Wissenschaftler berichten, dass Chrom(III)-Präparate von den Körperzellen in krebserregendes Chrom(VI) umgewandelt werden.

Abbildung: Die Röntgenfluoreszenzmikroskopie-Analyse (XFM) zeigt Chrom in so genannten Hotspots von Körperzellen.

Durch weitere Untersuchungen und Modellrechnungen identifizierten die Forscher Chrom(V)- und Chrom(VI)-Verbindungen in den Hotspots. In Anbetracht der Ergebnisse stellt sich die Frage, ob Chrom(III)-haltige Nahrungsergänzungsmittel das Krebsrisiko erhöhen können.

[Bildquelle: Angewandte Chemie, Wiley-VCH]




Maikäfer-Larve
Löwenzahn: Mit Latex gegen Fraßfeinde

Der Löwenzahn gilt vielen als ein lästiges Unkraut. Neben Hobby-Gärtnern hat die Pflanze auch in der Natur viele Feinde. Vor diesen schützt sie sich mit einem latexhaltigen Saft.

Abbildung: Eine Maikäferlarve (Melolontha melolontha) frisst an der Wurzel eines Löwenzahns. Die Pflanze wehrt sich mit bitterem Latex aus ihren Wurzeln. Forscher konnten eine bestimmte Substanz bestimmen, die für den Abwehrmechanismus verantwortlich ist.

[Bildquelle: Meret Huber / Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, PLOS Biology]




Leuchtende Farbstoffe für OLEDs
Kupfer als Leuchtstoff für OLEDs

Der Einsatz eines Kupfer(I)-Komplex als Leuchtstoff ermöglicht kostengünstige und umweltverträgliche organische Leuchtdioden (OLEDs). Dabei sorgt die thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (TADF) für eine hohe Lichtausbeute.

Abbildung: Farbstoffe als Grundlage für organische Leuchtdioden werden dank dem Wissen über ihre Quantenmechanik maßgeschneidert.

[Bildquelle: KIT]




Dinko Atanasov
Cadmiumisotope in der Falle

Einem internationalen Wissenschaftlerteam mit Greifswalder Beteiligung ist es erstmals gelungen, die Bindungsenergien von Atomkernen der exotischen Cadmiumisotope Cd-129, Cd-130 und Cd-131 massenspektrometrisch zu bestimmen.

Abbildung: Die Doktoranden Dinko Atanasov (Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, rechts) und Frank Wienholtz (Uni Greifswald).

[Bildquelle, Foto: Maxime Mougeot]




Physik des Sous-vide Garens
Zartes Fleisch durch Vakuumgaren

Saftiges Sous-vide Garen von Fleisch: Die Proteinphysik weist den Weg.

Abbildung:

Kalorische Messungen zeigen verschiedene Bereiche der Proteindenaturierung. Gartemperaturen unter 60 Grad Celsius halten das Fleisch zart und saftig.

[Bildquelle: MPI für Polymerforschung]




NMR Signalverstärkung Cucurbituril
Cucurbituril als Kontrastmittel

Kontrastmittel spürt krankhafte Zellen auf: Kürbisförmiges Molekül für einen 100mal besseren Bildkontrast.

Abbildung: Molekulare Käfige zum temporären Einfangen von Xenon-Atomen weisen sehr unterschiedliche Austauschraten für das hyperpolarisierte Edelgas auf. Wie im Artikel von Martin Kunth et al. gezeigt, ermöglicht das kürbisförmige Cucurbit[6]uril (rechts) eine wesentlich bessere NMR-Signalverstärkung durch schnelleren Austausch als das bisher verwendete Cryptophan-A (links).

[Bildquelle: Barth van Rossum, FMP]




Chemie steuert Magnetismus
Gesteuerte Ferromagnete

Chemie steuert Magnetismus: Wissenschaftlern ist es gelungen, die magnetischen Eigenschaften von Ferromagneten zu steuern.

Abbildung: Mit der Ein- und Auslagerung von Lithium-Ionen in bestimmte Magneten lässt sich deren Magnetstärke gezielt steuern [Bildquelle, Grafik: KIT/Wiley-VCH].




Nanoröhrchens
Elektronentomographie mit 1000 Bildern pro Sekunde

Wissenschaftler des Ernst Ruska-Centrums am Forschungszentrum Jülich haben mit einem Transmissionselektronenmikroskop rund 3500 Bilder in 3,5 Sekunden für eine tomographische 3D-Rekonstruktion aufgenommen.

Abbildung: Elektronentomograpische 3D-Rekonstruktion eines Nanoröhrchens (orange) auf einer Kohlenstoff-Trägerschicht (blau).

[Bildquelle: Migunov, V. et al. Sci. Rep. 5, 14516, 2015 (CC BY 4.0)]




Schaltkreise des Lebens
Stoffwechselprodukte in Echtzeit messen

Biologen der ETH Zürich entwickelten eine Methode, dank der sie erstmals Konzentrationsänderungen von mehreren hundert Stoffwechselprodukten gleichzeitig und nahezu in Echtzeit messen können.

Abbildung: Schaltkreise des Lebens - ETH-Wissenschaftler können mit einer neuen Methode in einer Minute eine Vielzahl von Metaboliten (rote und grüne Punkte) messen [Bildquelle: Nicola Zamboni / ETH Zürich].




Methanol zu Ethen
MTO-Prozess: Mechanismus der C-C-Bildung vorgeschlagen

Chemie für die Methanol-Wirtschaft.

Abbildung: Methanol - beziehungsweise sein Abkömmling Dimethylether (links dargestellt) - wird auf der Oberfläche von Aluminiumoxid zu Ethen (oben Mitte) umgesetzt.

[Bildquelle: Aleix Comas-Vives / ETH Zürich]




Magnetisches Metamaterial
Imitation von Phasenübergängen

Winzige Magnete imitieren Dampf, Wasser und Eis.

Abbildung: PSI-Forschende haben ein künstliches magnetisches Metamaterial erschaffen, die als flaches, wabenförmiges Muster angeordnet sind.

Es verhält sich je nach Temperatur ähnlich wie Eis, Wasser und Dampf.

[Bildquelle: Paul Scherrer Institut/Luca Anghinolfi]




Platin-Nanopartikel
Über die Wirkungsweise von Platin/Eisenoxid-Katalysatoren

Platin allein macht nicht glücklich: Ein Forschungsteam der TU Wien konnte klären, wie ein Platinkatalysator wirkt. Seine ausgezeichneten Eigenschaften erreicht Platin nicht allein, sondern in Kombination mit einem Untergrund aus Eisenoxid [Bildquelle: TU Wien].




Elliptizitäts-Abhängigkeit
Chiralität auf einer Sub-Femtosekunden Zeitskala untersucht

Eine neue nichtlineare, volloptische Methode zum Nachweis chiraler Moleküle ist vorgeschlagen und demonstriert: Sie ist deutlich empfindlicher als übliche volloptische Verfahren und ermöglicht zudem eine Sub-Femtosekunden-zeitliche Auflösung chiraler Dynamik.

Abbildung: Berechnungen zur Elliptizitäts-Abhängigkeit. [Bildquelle: MBI]




Lignine lassen Pflanzen Richtung Sonne wachsen
Lignin-Biosynthese aufgeklärt

Grazer Biochemiker identifizieren Berberine Bridge Enzyme als zentralen Schlüssel der pflanzlichen Lignin-Produktion.

Abbildung: Lignine lassen Pflanzen Richtung Sonne wachsen und sorgen gleichzeitig für die Abwehr von Fressfeinden. Forscher der TU Graz, der Universität Graz und acib haben nun gezeigt: Ein bestimmtes Enzym ist der Schlüssel zur Ligninproduktion der Pflanzen.

[Bildquelle: TU Graz]




Flachstrahlsystem für Flüssigkeiten
Ein Röntgen-Flachstrahlsystem für Flüssigkeiten

Ultradünne Wasserfilme zum Fließen gebracht: Ein wichtiger Fortschritt für die Spektroskopie flüssiger Proben mit weicher Röntgenstrahlung.

Abbildung: Flachstrahlsystem für Flüssigkeiten mit den beiden Düsen, den beiden kollidierenden laminaren Flüssigkeitsstrahlen und dem 1 mm breiten und 5 mm langen blattförmigen Wasserfilm mit einer Dicke von 1 - 2 Mikrometern.

[Bildquelle: MBI]




Komplexe Kohlenwasserstoffe im Weltraum
Komplexe Kohlenwasserstoffe im Weltraum

Dem Geheimnis der organischen Materie im Weltall auf der Spur: Seit mehreren Jahren gibt es starke Indizien dafür, dass sich bereits in der Frühzeit des Universums gewaltige Mengen komplexer organischer Verbindungen in den interstellaren Wolken gebildet haben. Darauf deuten etwa 400 diffuse Absorptionsbanden (DIBs) hin, die Astronomen im Licht aus solchen Wolken nachweisen konnten.

Abbildung: Künstlerische Darstellung - Komplexe Kohlenwasserstoffe - PAKs - im frühen Weltraum. Die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe sind allgegenwärtig in Galaxien wie unserer Milchstraße [Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)].




Zink-katalysierte Alkylboronat-Synthese
Arylboronate leicht gemacht

Teure und toxische Materialien in der chemischen Synthese überflüssig machen: Dieses Ziel verfolgen auch Forscher der Universität Würzburg. Einen neuen Weg dorthin beschreiben sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie - und einen Überraschungseffekt gleich mit dazu [Bildquelle: Todd Marder].




Rezeptbuch für Kolloide
Ein Modell-System für weiche Kolloide

Eine neue Studie belegt den Zusammenhang zwischen der mikroskopischen Struktur und den makroskopischen Eigenschaften.

Abbildung: Mit Neutronenstreuung untersuchten die Forscher die Struktur ihrer Proben. So lässt sich aus der Größe des Rings im Bild der Abstand zwischen zwei Kolloidteilchen bestimmen.

[Bildquelle: Forschungszentrum Jülich]




Prof. Dr. Alexander Schiller
Tic-Tac-Toe auf dem Zuckercomputer

Spielerische Übung für chemischen Rechner: Chemiker der Universität Jena spielen mit ihrem Zuckercomputer Tic-Tac-Toe.

Abbildung: Dem Jenaer Chemiker Prof. Dr. Alexander Schiller - hier im Labor - und seinem Team ist es gelungen, mit ihrem Zuckercomputer Tic-Tac-Toe zu spielen ... praktische Grundlagenforschung, wie der Artikel zeigt ...

[Foto, Bildquelle: Jürgen Scheere/FSU]






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Stand: 04. Februar 2016

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