idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Share on: 
12/17/2014 09:37

Moleküle als „Unter-Wasser-Klebstoff“ werden durch Licht ein- und ausgeschaltet

Gerhild Sieber Pressestelle der Universität des Saarlandes
Universität des Saarlandes

    Gemeinsame Pressemitteilung des Instituts für Neue Materialien und der Universität des Saarlandes

    Wie man die Reibung zwischen zwei Oberflächen durch Licht regulieren kann, haben Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Neue Materialien (INM), der Universität des Saarlandes und der Universität Münster herausgefunden: Als Klebstoff, der unter Wasser funktioniert, nutzten sie spezielle Gastmoleküle, die durch abwechselnde Bestrahlung mit sichtbarem und ultraviolettem Licht eine Verbindung zwischen den Oberflächen aufbauen und wieder lösen. Die gemeinsame Arbeit, die von der Volkswagen Stiftung gefördert wird, wurde nun in „Chemical Communications“ publiziert.

    Schiebt man eine Tasse auf dem Tisch hin und her, so entsteht Reibung zwischen den beiden Oberflächen, hebt man die Tasse hoch, müssen Adhäsionskräfte überwunden werden. Dass sich sowohl Reibung als auch Adhäsion durch bestimmte Moleküle erzeugen und per Lichtsignal steuern lassen, zeigten Forscher um die Saarbrücker Professoren Roland Bennewitz vom INM und Gerhard Wenz von der Saar-Uni gemeinsam mit Kollegen der Universität Münster um Bart Jan Ravoo. Sie arbeiteten jedoch nicht mit Tasse und Tisch, sondern experimentierten unter Wasser mit der (ein millionstel Millimeter feinen) Messspitze eines Rasterkraftmikroskops und einer Glasoberfläche.

    Beide Oberflächen wurden mit sogenannten Wirtsmolekülen ausgestattet – großen Molekülen, die eine Art Hohlraum bilden. Ins Wasser werden nun Gastmoleküle gegeben: Sie haben eine längliche Form und tragen an beiden Enden eine molekulare Gruppe, die in den Hohlraum der Wirtsmoleküle passt. „Somit kann ein Gastmolekül zwei gegenüberliegende Wirtsmoleküle aneinander binden. Wenn sehr viele Verbindungen zwischen ‚Wirten‘ und ‚Gästen‘ aufgebaut werden, dann entstehen Adhäsion und Reibung, Messspitze und Glasoberfläche kleben aneinander“, erläutert der Uni-Professor für Organische Makromolekulare Chemie, Gerhard Wenz, der mit seinem Team die Gast-Wirt-Verbindungen erforscht hat.

    Den „Trick mit dem Licht“ erklärt INM-Professor Roland Bennewitz so: „Die länglichen Gastmoleküle wurden von den Kollegen aus Münster als spezielle lichtempfindliche Moleküle synthetisiert: Sie beinhalten eine molekulare Gruppe, die bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht die Molekül-Enden abknickt. Diese passen dann nicht mehr in die Wirtsmoleküle, und die Verbindung zwischen den Oberflächen wird gelöst, die Reibung nimmt ab.“ Werden die Moleküle dagegen mit sichtbarem Licht bestrahlt, richten sie sich wieder gerade, und die „Gast-Wirt-Verbindungen“ entstehen erneut. „Durch abwechselnde Bestrahlung mit ultraviolettem und sichtbarem Licht kann man die Reibung verringern beziehungsweise verstärken“, sagt Bennewitz, unter dessen Leitung die mikroskopischen Prozesse gemessen wurden.

    Die Arbeiten, die bei der aktuellen Studie im Nanometer-Maßstab durchgeführt wurden, stellen die Grundlage für ein weiterführendes Projekt dar, bei dem es um Anwendungen in makroskopischen Systemen gehen soll.

    Die Studie wurde in „Chemical Communications“ publiziert:
    Johanna Blass, Bianca L. Bozna, Marcel Albrecht, Jennifer A. Krings, Bart Jan Ravoo, Gerhard Wenz and Roland Bennewitz: Switching adhesion and friction by light using photosensitive guest-host interactions. DOI: 10.1039/C4CC09204J

    Kontakt:
    Johanna Blass (INM)
    Tel.: 0681 9300-243
    E-Mai: johanna.blass@inm-gmbh.de

    Prof. Dr. Gerhard Wenz (Universität des Saarlandes)
    Tel.: 0681 302-3449
    E-Mail: g.wenz@mx.uni-saarland.de

    Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung mit Direktanwahl oder über ARD-Sternpunkt 106813020001). Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681 302-4582) richten.


    Criteria of this press release:
    Journalists, Scientists and scholars
    Chemistry, Materials sciences, Physics / astronomy
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).