Forschung & Entwicklung

Konformere mit Licht trennen

Mithilfe eines Lichtstrahls lassen sich Konformere voneinander trennen und so gezielt isolieren.

Bei fast allen größeren Molekülen können die Atome – trotz gleicher Bindungsverhältnisse – räumlich unterschiedlich angeordnet sein. Dies wirkt sich oft darauf aus, wie schnell sie chemisch reagieren und mit externen Feldern wechselwirken. Das Aussortieren einer bestimmten Struktur, eines sogenannten Konformers, ist allerdings sehr schwierig, weil sich die molekularen Geometrien so ähnlich sind. Etablierte Methoden zur Konformerenauswahl nutzen Unterschiede in der Verteilung der Elektronen innerhalb des Moleküls. Für Moleküle mit vielen verschiedenen Konformeren ist dieses Verfahren allerdings nicht geeignet, da sich ihre Eigenschaften oftmals fast nicht unterscheiden.

Nun ist Wissenschaftlern der Universität Duisburg-Essen (UDE) ein Durchbruch gelungen, der ganz neue Zugänge für die Erforschung von Biomolekülen sowie für die Atmosphärenchemie, Astrophysik und Katalyseforschung eröffnet. Die Idee der neuen Methode ist, dass jedes Konformer leicht unterschiedlich auf Licht einer bestimmten Wellenlänge reagiert. Während ein Konformer Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbiert, spüren alle anderen lediglich eine anziehende Kraft. Stimmt man diese Wechselwirkungen für alle Konformere aufeinander ab, ist es möglich, die verschiedenen Strukturen durch Beugung an einem Lichtgitter voneinander zu trennen. „Die quantenmechanische Wellennatur der Moleküle erlaubt uns sehr effektiv einzelne molekulare Strukturen anzusprechen und jedes vorhandene Konformer zu isolieren“, sagt Benjamin Stickler von der UDE.

von mn

Originalveröffentlichung:

[C. Brand, B. A. Stickler, C. Knobloch, A. Shayeghi, K. Hornberger, M. Arndt, Conformer Selection by Matter-Wave Interference, Phys. Rev. Lett. 121 (2018, DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.173002]

www.uni-due.de

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