Jump to navigation

Logo RUB
  • Energiesparen
  • Studium
  • Forschung
  • Transfer
  • News
  • Über uns
  • Einrichtungen
 
MENÜ
  • RUB-STARTSEITE
  • News
  • Wissenschaft
  • Studium
  • Transfer
  • Leute
  • Hochschulpolitik
  • Kultur und Freizeit
  • Vermischtes
  • Servicemeldungen
  • Serien
  • Dossiers
  • Bildergalerien
  • Presseinformationen
    • Abonnieren
  • RUB in den Medien
  • Rubens
  • Rubin
    • Abonnieren
    • Printarchiv
  • Archiv
  • English
  • Redaktion

Newsportal - Ruhr-Universität Bochum

Presseinformation
Forscherin und Forscher im Labor
Mit der Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskopie können Karina Morgenstern und Karsten Lucht das Verhalten von einzelnen Molekülen im Detail beobachten.
© RUB, Marquard
Chemie

Lösungsprozess Schritt für Schritt verfolgt

Zahlreiche chemische und industrielle Prozesse finden in Lösung statt. Aber die genauen Wechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und gelöstem Stoff sind bislang nicht verstanden.

Wie sich einzelne Wassermoleküle an ein organisches Molekül anlagern, haben Chemiker der Ruhr-Universität Bochum mit bislang nicht erreichter räumlicher Auflösung verfolgt. Sie nutzten ein Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskop, um die Vorgänge auf einer Größenskala von kleiner einem Nanometer sichtbar zu machen. So konnten sie auf der molekularen Ebene die Eigenschaften der Hydrophilie und Hydrophobie nachvollziehen, also dass bestimmte Substanzen oder Molekülgruppen wasserliebend oder wassermeidend sind.

„Die Ergebnisse sind ein weiteres Puzzlestück auf dem Weg zu einem Verständnis von Solvatationsprozessen, also wie sich Stoffe in Wasser lösen“, sagt Karsten Lucht vom Bochumer Lehrstuhl für Physikalische Chemie I. Er berichtet mit dem Team um Prof. Dr. Karina Morgenstern und Kollegen vom Lehrstuhl für Organische Chemie II in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kooperieren im Exzellenzcluster Ruhr Explores Solvation, kurz Resolv.

Ziel des Clusters ist es zu verstehen, wie Lösungsmittel die in Lösung ablaufenden Reaktionen beeinflussen, und die Lösungsmittel zur Reaktionssteuerung einzusetzen.

Anlagerung von Wasser schrittweise verfolgt

Als organisches Molekül nutzten die Forscher einen Azofarbstoff, der aus zwei Kohlenstoffringen und daran gebundenen funktionellen Gruppen besteht, die polar, also leicht positiv oder negativ geladen sind. Die Moleküle deponierten sie auf einem Gold-Einkristall und kühlten das System auf sechs Kelvin ab. Dann fügten sie Schritt für Schritt einzelne Wassermoleküle hinzu und beobachteten, wo an dem Farbstoff diese andockten.

Die ersten Wassermoleküle lagerten sich bevorzugt an den polaren funktionellen Gruppen an. Steigerten die Forscher den Wasseranteil, so lagerten sich die neu hinzukommenden Moleküle an den bereits gebundenen Wassermolekülen an. „Unsere Experimente zeigen also, dass sich Hydrophilie und Hydrophobie auf die molekulare Ebene zurückverfolgen lassen“, so Karina Morgenstern. Unpolare Bereiche des Moleküls mieden die Wassermoleküle, polare Bereich wurden bevorzugt aufgesucht.

Drei sich ergänzende Verfahren

Die hier mit der Rastertunnelmikroskopie verfolgten Prozesse werden üblicherweise spektroskopisch oder mit molekulardynamischen Simulationen untersucht. Erstere Methode liefert jedoch keine direkten Ortsinformationen, letztere beruht aufgrund der Größe des Systems auf Annahmen. „Jede Methode hat ihren Wert“, erklärt Karsten Lucht. „Die drei Verfahren ergänzen sich.“

Förderung

Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Exzellenzclusters Resolv (EXC1069) gefördert.

Karsten Lucht, Dirk Loose, Maximilian Ruschmeier, Valerie Strotkötter, Gerald Dyker, Karina Morgenstern: Hydrophilicity and microsolvation of an organic molecule resolved on the sub-molecular level by scanning tunneling microscopy, Angewandte Chemie International Edition, 2017, DOI: 10.1002/anie.201711062

Pressekontakt

Prof. Dr. Karina Morgenstern
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Fakultät für Chemie und Biochemie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 25529
E-Mail: karina.morgenstern@rub.de

Karsten Lucht
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Fakultät für Chemie und Biochemie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 24221
E-Mail: karsten.lucht@rub.de

Download hochauflösender Bilder
Der Download der gewählten Bilder erfolgt als ZIP-Datei.
Bildzeilen und Bildnachweise finden Sie nach dem Entpacken in der enthaltenen HTML-Datei.
Nutzungsbedingungen
Die Verwendung der Bilder ist unter Angabe des entsprechenden Copyrights für die Presse honorarfrei. Die Bilder dürfen ausschließlich für eine Berichterstattung mit Bezug zur Ruhr-Universität Bochum verwendet werden, die sich auf die Inhalte des Artikels bezieht, der den Link zum Bilderdownload enthält.
Ich akzeptiere die Nutzungsbedingungen.
Veröffentlicht
Dienstag
19. Dezember 2017
09.07 Uhr
Von
Julia Weiler (jwe)
Share
Teilen
Das könnte Sie auch interessieren
Wasserhahn
Austausch

Erste Dialogveranstaltung von Citizen-Science-Projekt zu Trinkwasser

Porträt
Chemie

Geschicktes Moleküldesign für mehr Zusammenhalt

Blick in den Festraum
Exzellenzcluster Ruhr Explores Solvation

RESOLV blickt bei Neujahrsempfang optimistisch in die Zukunft

Derzeit beliebt
Lennart Stegemann und Paula Neufeld
Medizin

Progesteron könnte vor Parkinson schützen

Blick in den Untersuchungsraum
Innovative Bildgebung

Post-Covid und Muskelschmerz

2 Studentinnen auf einer Decke auf der G-Wiese.
Veranstaltungstipp

Ein Tag, drei Veranstaltungen

 
Mehr Wissenschaft
Ressort
 
Zur Startseite
News
  • A-Z
  • N
  • K
Logo RUB
Impressum | Kontakt
Ruhr-Universität Bochum
Universitätsstraße 150
44801 Bochum

Datenschutz
Barrierefreiheit
Impressum
Schnellzugriff
Service und Themen
Anreise und Lagepläne
Hilfe im Notfall
Stellenangebote
Social Media
Facebook
Twitter
YouTube
Instagram
Seitenanfang y Kontrast N
Impressum | Kontakt