Chemische Template

Nano-Schablonen erleichtern chemische Synthesen.


Nanoschablone, Molekültemplat

Abbildung: Rastertunnelmikroskopische Aufnahme der Anordnung von Metallamakrocyclen auf einem Templat. Die roten Pfeile legen den Blick auf das Templat frei, das die Anordnung der Metallamakrocyclen (helle Bildpunkte) bestimmt. Ohne Templat bilden die Metallamakrocyclen kein regelmäßiges Gitter auf dem Substrat. [Bildquelle: AG Höger]


 

Die Chemiker der Universität Bonn können sich über Fördergelder aus dem Säckel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) freuen: Für ihren Sonderforschungsbereich 624 erhalten sie in den kommenden vier Jahren 7,1 Millionen Euro. Im SFB 624 geht es um die so genannten Template - das sind Nano-Schablonen, mit denen sich in sehr effizienter Weise Moleküle synthetisieren lassen. Es ist bereits das zweite Mal, dass die DFG ihre Förderung für den SFB 624 verlängert.

So wie Architekten und Baumeister in einer Person fühlen sich oft die Bonner Chemiker. Sie entwerfen nicht nur neue Moleküle oder komplexe Molekülansammlungen, sondern verwirklichen ihre Pläne auch im Labor. Dabei greifen sie gerne auf einen zuverlässigen Helfer zurück: Template.

Template, ein anderes Wort für Schablonen, geben einer Ansammlung von Objekten eine bestimmte Form. Dabei sind Template keine Erfindung der Bonner Chemiker.

Ob bei der Produktion von Ziegeln, CDs oder gar Muffins - überall werden Schablonen eingesetzt, wenn etwas schnell, effizient, ökonomisch und in großer Stückzahl hergestellt werden soll. Die Schablone bestimmt Form, Größe, Aussehen und die mögliche Funktion des Produkts.

"Chemische Template sind Molekülschablonen", erklärt der Sprecher des SFB 624 Professor Dr. Sigurd Höger. "Sie bestehen aus Atomen, Molekülen oder Ionen und können fest oder auch flüssig sein. Gemeinsam ist ihnen, dass sie im Nanometerbereich arbeiten."

Wie in der makroskopischen Welt bestimmt auch hier das Templat das Aussehen des Produkts. Die Natur nutzt diese Vorgehensweise schon lange, z.B. bei der Verdopplung des Erbmoleküls DNA während der Zellteilung. DNA besteht aus zwei Strängen, die zueinander komplementär sind. Bei der Zellteilung trennen sich diese beiden Stränge. Jeder Einzelstrang dient dann als Molekülschablone, mit deren Hilfe die Zellenzyme den fehlenden zweiten Strang synthetisieren können.

Im SFB 624 werden Template in all ihren Facetten untersucht. In 19 Projekten stellen die Bonner Chemiker im Zusammenspiel von Theorie und Experiment neue Template her, klären ihre Struktur und untersuchen ihre Funktion. Ziel ist es, die grundlegenden Eigenschaften von Templaten zu verstehen und neue Templateffekte aufzudecken und zu nutzen. So lassen sich mit Templaten Oberflächen strukturieren und Sensoren oder Medikamente entwickeln.

"Die Nano-Schablonen vereinfachen es, Moleküle wie Flüssigkristalle oder Enzymemodelle nach Wunsch herzustellen", betont Höger. "Ohne Templateffekt wäre das nicht oder nur mit enormem Aufwand möglich. Effektive Synthesen sind aber nicht nur ökonomisch, sie schützen die Umwelt. So kommt die chemische Grundlagenforschung direkt uns allen zu Gute."

Chemisches Templat
Abbildung: Wie die Eier im Eierkarton lassen sich Moleküle auf einer geeigneten Oberfläche anordnen. Das graue Templat gibt bestimmt dabei die Anordnung der gelben Gäste (hier schematisch). [Bildquelle: AG Höger, Universität Bonn]

 

Professor Höger: "Das ist ein schöner Beleg für die Leistungsfähigkeit der Bonner Fachgruppe Chemie."

Nach der dritten Förderperiode hat der SFB 624 - Template: Funktionale chemische Schablonen - am 30. Juni 2013 seine Arbeit beendet.




Weitere Informationen:

Veröffentlicht am: 08.07.2009

Quelle: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, Bonn

Siehe auch:

Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie, Uni Bonn






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