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„Molekularer Schraubstock“ ermöglicht neue chemische Reaktionen

Veröffentlichung zeigt bislang unbekannte Möglichkeiten der Mechanosynthese auf

26.02.2018

Grafik: Hao Yan et al./Nature 2018

In „molekularen Schraubstöcken“ führt gleichverteilter externer Druck zu Relativbewegungen der harten Teile, so dass die weichen Bestandteile ungleichmäßig deformiert und Bindungen geschwächt werden

Externe mechanische Einwirkung kann chemische Reaktionen maßgeblich beeinflussen und sogar neue Transformationen jenseits etablierter Ansätze ermöglichen. Zu den Strategien, Reaktionen so zu steuern, gehören bisher vor allem eindimensionale Polymere, die man mechanischem „Stress“ z. B. durch Strecken aussetzt. Allerdings gelang es bisher nicht, mit gleichverteilten (also dreidimensionalen) „Stress“, wie er z. B. mit hydrostatischem Druck erzeugt wird, Reaktionen zu steuern. Genau dies konnte nun ein Team aus Wissenschaftlern des Instituts für Organische Chemie der Justus-Liebig-Universität Gießen (Prof. Dr. Peter R. Schreiner) und der Stanford University in Kalifornien (Prof. Nicholas A. Melosh) zeigen.

Die Forscher entwarfen molekulare Strukturen mit komprimierbaren „weichen“ und nicht-komprimierbaren „harten“ Teilen. In solchen „molekularen Schraubstöcken“ führt gleichverteilter externer Druck zu Relativbewegungen der harten Teile, mit der Konsequenz, dass die weichen Bestandteile ungleichmäßig deformiert und so deren Bindungen geschwächt werden. Damit können zum Beispiel Redoxreaktionen metallorganischer Verbindungen ausgelöst werden, die ansonsten nicht möglich sind. Die Ergebnisse präsentieren somit derzeit noch unerforschte Möglichkeiten der sogenannten Mechanosynthese.

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