Hvordan man lærer guld at fortælle venstre fra højre

Guldpartikler i nanometerstørrelse bestående af kun få atomer kan bruges som katalysatorer for vigtige kemiske reaktioner. Noelia Barrabés fra Institute of Materials Chemistry ved TU Wien har forsket i nye metoder til at tilpasse og præcist kontrollere sådanne små guldklynger i årevis. Nu har hun fået tildelt et Elise-Richter-stipendium.

Med dette stipendium, hun vil nu bruge guldklynger til at løse et særligt vanskeligt kemisk problem:Nogle molekyler findes i to forskellige konfigurationer, det ene er spejlbilledet af det andet, med højre og venstre side omvendt. Normalt, det er ekstremt svært at producere kun en af ​​disse to varianter. Særligt behandlede guldklynger skal nu hjælpe.

Perfekt kontrol over guldpartikler

Det er velkendt, at guld kan bruges som en katalysator til at starte vigtige kemiske reaktioner. Guld kan bruges særlig effektivt som en katalysator, hvis det er fastgjort i form af små partikler på en overflade, som for nylig vist i journalen ACS -katalyse . Størrelsen af ​​guldklyngerne spiller en vigtig rolle her. "Normalt skal du håndtere guldklynger af forskellige størrelser, som har forskellige egenskaber, "forklarer Noelia Barrabés." I vores tilfælde er det anderledes:vi har udviklet metoder til perfekt at kontrollere størrelsen på guldklyngerne. Alle klynger består af nøjagtig samme antal atomer. "

Forskellige molekyler kan knytte sig til disse guldklynger. De kaldes ligander. "Disse ligander har en meget afgørende indflydelse på guldklyngernes kemiske adfærd, "siger Noelia Barrabés." Vi var derfor nødt til at udvikle metoder til at kontrollere liganderne præcist. "F.eks. guldklyngerne kan først produceres i et flydende miljø, derefter fastgjort på en fast overflade, og endelig kan deres ligander udveksles. Denne teknik blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Nanoskala og blev også vist på bagsiden af ​​bladet.

Molekylet og dets spejlbillede

Som Noelia Barrabés for nylig demonstrerede, dette åbner op for en særlig interessant mulighed:man kan bruge såkaldte "chirale ligander", som også findes i billed- og spejlbilledvarianter.

"Hvis du syntetiserer et molekyle, som der også er en spejl-billedversion af, du opretter normalt begge varianter på samme tid, "forklarer prof. Günther Rupprechter, leder af Institut for Materialekemi. "Trods alt, begge molekyler består af nøjagtig de samme atomer og har den samme grundstruktur. "

Som en del af hendes Elise-Richter-bevilling, Noelia Barrabés vil nu vise, at det kun er selektivt at producere en af ​​de to varianter ved hjælp af specielle ligander på guldklyngerne. Det særlige fokus er på at gøre dette med guldklynger fastgjort til en overflade - en procedure, der indtil nu næsten ikke er blevet undersøgt eller brugt, men som ville have store fordele i forhold til konventionelle metoder, hvis det blev implementeret med succes.

Især til medicinske applikationer, forskellen mellem et molekyle og dets spejlbillede kan spille en vigtig rolle:"Vi ved, at vores krop reagerer meget anderledes på bestemte molekyler end på de spejlede versioner. I ekstreme tilfælde, den ene version kan helbrede, og den anden kan forårsage sygdom, ”forklarer Noelia Barrabés.