Hauptspalte:
Artikel per E-Mail weiterempfehlen
E-Mail versenden schließen [x]
Chemie: Wider die Natur
Eine neu entdeckte Flüssigkeit verhält sich vollkommen unerwartet: Sie wird bei hohen Temperaturen fest
Die Physik kennt für Materie klassischerweise die drei Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig: Beim Erwärmen solider Substanzen schmelzen diese zunächst, bevor sie bei weiterer Wärmezufuhr verdunsten. Bestes Beispiel ist Wasser: Eis taut beim Erhitzen über dem Gefrierpunkt von 0 Grad Celsius und verdampft bei Temperaturen von über 100 Grad Celsius. Physikalisch betrachtet bedeutet die Zunahme der Temperatur eine Erhöhung der Bewegungsenergie der Atome und Moleküle. Sie beginnen immer stärker zu vibrieren, bis die Bindungskräfte zwischen ihnen nicht mehr ausreichen, um die Teilchen zusammenzuhalten. Dieser natürliche Lauf der Dinge wird nur aufgehoben, wenn der erhitzte Stoff chemisch reagiert wie bei der Polymerisation oder der Denaturierung beispielsweise: Ein hart gekochtes Ei wird auch nach dem Abkühlen nicht wieder flüssig.
Doch nun haben französische Wissenschaftler der Natur offenbar ein Schnippchen geschlagen. Marie Plazanet und ihre Kollegen von der Universität Joseph Fourier in Grenoble sowie dem ebenfalls dort ansässigen Institut Laue-Langevin haben eine Lösung aus drei Substanzen angerührt, die sich verfestigt, wenn sie - je nach Konzentration - zwischen 45 und 75 Grad Celsius warm wird. Beim Kühlen wird die Mischung aus Wasser, 4-Methylpyridin und Cyclodextrin, einem aus Zuckern aufgebauten Molekülring, wieder flüssig.
"Es kommt dabei zu keiner chemischen Reaktion", erläutert Ralf Schweins, Experte für Physikalische Chemie am Institut Laue-Langevin. Computersimulationen sowie das Durchleuchten des entstandenen Festkörpers mit Neutronen zeigen, warum sich die Lösung so sonderbar verhält. Beim Erwärmen werden die Cyclodextrin-Ringe flexibler, und Hydroxylgruppen, bestehend aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom, drehen sich nach außen - wie das Futter in einem auf links gewendeten Handschuh. Daraufhin bilden diese Gruppen mit den sie umgebenden Wasser- und 4-Methylpyridin-Molekülen ein stabiles Netzwerk - die Lösung wird fest. Erst bei Temperaturen nahe des Siedepunkts von Wasser zerfällt das Netzwerk. Dann verhält sich der von den Wissenschaftlern angemischte Cocktail wieder ganz natürlich und verflüssigt sich erneut.
Alle GEOSKOPE aus dem Magazin 01/05
-
Ein internationales Forscherteam hat vermutlich den Doppelsternpartner der Supernova entdeckt, die Tycho Brahe vor über 400 Jahren erspähte
Es waren zwei Sternenbrüder -
Auf noch rätselhafte Weise hat sich vor langer Zeit in Nordeuropa eine Genmutation verbreitet, die gegen Aids schützen kannImmunologie: Uralte HIV-Resistenz -
Eine neu entdeckte Flüssigkeit verhält sich vollkommen unerwartet: Sie wird bei hohen Temperaturen festChemie: Wider die Natur -
Die letzte Phase der Reifung des männlichen Samens findet erst im weiblichen Genitaltrakt statt. Das eröffnet neue Möglichkeiten der VerhütungPharmaforschung: Frauen machen Spermien fruchtbar -
Unter einer Müllkippe in Spanien sind Forscher auf ein gut erhaltenes Skelett eines hominoiden Wesens gestoßen - des jüngsten gemeinsamen Vorfahren von Homo und Großem MenschenaffenPaläontologie I: So nah wie nie -
Wie sich die Vorfahren der Gliederfüßer vom Ei bis zur Larve entwickelten, ist in chinesischen Gesteinen einzigartig erhalten gebliebenPaläontologie II: Embryos aus Stein -
Die ersten Ansätze für unser Sehorgan sind mindestens 500 Millionen Jahre alt - und entstammen dem Hirn eines WurmesEvolution: Woher stammt das Auge? -
Französische Forscher glauben, einen unbekannten Hohlraum in der Pyramide des Cheops lokalisiert zu haben. Liegt dort der Zugang zur tatsächlichen Grabstätte des Pharao?Archäologie: Das Geheimnis von Gizeh -
Ein optisches Gerät aus den USA soll Ärzten die Suche nach versteckten Venen bei ihren Patienten erleichternTechnik: Jeder Stich ein Treffer -
Ein Computermodell simuliert die Entstehung von FingerrillenMathematik: Enträtselte Muster
Mit der Abgabe eines Kommentars erkennst Du die Nutzungsbedingungen an.
Alle Artikel entfernen
Artikel bookmarken bei ...
Artikel vorschlagen bei ...
Was bedeutet das?