Themen: BESSY II (257)

Nachricht    27.09.2011

Ein Sensor für Wasserstoffbrückenbindungen

Schematische Darstellung eines Wassermoleküls,
welches von Acetonitrilmolekülen umgeben ist.

Wissenschafter des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) haben einen Sensor für die Wasserstoffbrückenbindungen in flüssigem Wasser gefunden. In Röntgenspektren fanden sie einen Peak, der empfindlich auf das Brechen von Wasserstoffbrücken reagiert. Sie publizieren die Ergebnisse in der online-Ausgabe der Zeitschrift Angewandte Chemie (DOI: 10.1002/anie.201104161).

Sie geben dem Wasser seine besonderen Eigenschaften, sie sind der Grund für viele biochemische Phänomene und ihre Existenz wird sogar im Chemie-Unterricht behandelt: die Wasserstoffbrückenbindungen. Es sind anziehende Kräfte, die sich zwischen benachbarten Wassermolekülen bilden beziehungsweise allgemeiner ausgedrückt: zwischen einem Wasserstoff-Atom und einem elektronegativen Atom wie Sauerstoff oder Stickstoff. Diese anziehenden Kräfte verändern die Geometrie und die elektronische Struktur des Moleküls. Wenn man flüssige Proben mit Röntgenmethoden untersucht, zeigen sich diese Kräfte in den Röntgenspektren, indem sie die verschiedenen Messsignale (Peaks) beeinflussen.

Kathrin Lange und ihre Kollegen vom HZB haben untersucht, welchen Einfluss die Wasserstoffbrückenbindungen auf ihre Röntgenemissionsspektren haben. Sie haben dazu in einer Messreihe zunächst reines Wasser untersucht und dieses dann zunehmend mit Acetonitril ver­dünnt. Die Vermischung mit Acetonitril führt zum Aufbrechen des Wasserstoffbrücken-Netzwerks zwischen den Wassermolekülen. Dieses Aufbrechen konnten die Wissenschaftler nun erstmals im Spektrum nachweisen: Sie fanden einen Peak, dessen Intensität innerhalb der Verdünnungsreihe abnahm, wobei die Intensitätsabnahme mit der geringer werdenden Anzahl von Wasserstoffbrückenbindungen korrellierte. Damit konnten sie diesen Peak als einen Sensor für Wasserstoffbrückenbindungen identifizieren.

Die Röntgenspektren haben die Wissenschaftler an der Synchrotronquelle BESSY II des HZB aufgenommen. An dem Messplatz hat die Gruppe um Prof. Emad Aziz dafür eine Mikrojet-Anlage aufgebaut. Erst damit war es möglich, flüssige Proben frei von Membranen mithilfe von Synchrotronstrahlung zu untersuchen.

Kathrin Lange betont, dass ihre Ergebnisse nicht nur für das System Wasser/Acetonitril Bedeutung haben. „Unsere Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Röntgenemissionspektren von Wasser aber auch ähnlicher Systeme mit Wasserstoffbrückenbindungen.“

IH


           



Das könnte Sie auch interessieren
  • <p>Von links nach rechts: Prof. Dr. Jan L&uuml;ning (HZB, design. GF), Dr. Roland Steitz (HZB), H.E. Dr. Khaled TOUKAN (Chairman of Jordan Atomic Energy Commission), Dr. Antje Vollmer (HZB), Mr Akram Hayjeneh (Jordan Embassy in Berlin), Dr. Samer Kahook (Manager of JRTR Jordan Atomic Energy Commission).</p>NACHRICHT      04.12.2018

    Delegation aus Jordanien zu Besuch am HZB

    Das Helmholtz-Zentrum Berlin wird die Zusammenarbeit mit jordanischen Großforschungseinrichtungen intensivieren. Das vereinbarte Prof. Dr. Jan Lüning mit Vertretern einer hochrangigen jordanischen Forschungsdelegation, die Ende November 2018 zu Gast am HZB war. [...]


  • NACHRICHT      30.11.2018

    Zwei neue Helmholtz-Nachwuchsgruppen am HZB bewilligt

    Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) baut ab 2019 zwei neue Helmholtz-Nachwuchsgruppen auf und stärkt damit die Kompetenzen in der Katalyse-Forschung. Die Helmholtz-Gemeinschaft fördert jede Gruppe jährlich mit 150.000 Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren; hinzukommen Eigenmittel des HZB in der gleichen Höhe. [...]




Newsletter