Chemie Janus-Natur mechanischer Kräfte enttarnt
Viel bringt nicht immer viel. Zumindest wenn es darum geht, feste an einer chemischen Verbindung zu ziehen.
Je fester man zieht, desto schneller geht’s. Das war eine bislang gültige Regel in der Mechanochemie, mit der Forscher chemische Reaktionen durch mechanische Kräfte in Gang setzen. Dass mehr Kraft sich aber nicht eins zu eins in eine umso schnellere Reaktion übersetzen lässt, berichten RUB-Chemiker in der Zeitschrift „Nature Chemistry“.
Viel bringt nicht immer viel
Um chemische Reaktionen in Gang zu bringen, muss zunächst eine Energiebarriere überwunden werden. Diese Energie können Forscher zum Beispiel in Form von mechanischen Kräften zuführen, die die beteiligten Moleküle verbiegen.
Um gezielt mit einzelnen Molekülen zu experimentieren, binden sie zunächst zwei lange Polymerketten an das Molekül. An diesen ziehen sie entweder in einem Kraftmikroskop oder bestrahlen die Lösung mit Ultraschall.
Bislang nahm man an, dass sich die Energiebarriere stetig verringert, je mehr mechanische Energie man in das Molekül steckt. Diese Hypothese widerlegten die RUB-Chemiker nun. Schlüssel zum Erfolg war eine besonders aufwendige Form der Computersimulation, die sogenannte ab initio Molekulardynamik-Methode, die sie nur auf dem derzeit schnellsten Rechner Europas am Jülich Supercomputing Centre im Rahmen eines „Gauss Large Scale“-Projekts stemmen konnten.
