News: Ein gastfreundlicher Flüssigkristall
Flüssigkristalle kennt man von Digitalarmbanduhren: In deren Displays befinden sich stäbchenförmige Moleküle, die normalerweise ungeordnet
durcheinander liegen - in diesem Zustand sind sie durchsichtig. Legt man aber
eine elektrische Spannung an, legen sie sich parallel nebeneinander wie
Heringe in einer Dose - so dicht, daß kein Licht mehr passieren kann.
Amerikanische Wissenschaftler haben nun auch eine Verbindung entwickelt, die
sich erst nach Einlagerung eines genau passenden Gast-Teilchens in einen
vorgeformten Molekülhohlraum in einen Flüssigkristall verwandelt und
obendrein zu Fasern ausziehen läßt, die an Kevlar oder Spinnenseide erinnern.
"Polykapseln" nennen Julius Rebek Jr. und seine Mitarbeiter vom Scripps Research Institute seine interessanten Flüssigkristall-Moleküle. Sie bestehen aus zwei hohlen, halbkugelförmigen Teilen, die an ihrer konvexen Seite über einen kurzen starren Balken miteinander verbunden sind – und damit aussehen wie Kugelhanteln, deren Gewichte in der Mitte durchgeschnitten wurden. Der Clou: Löst man diese Hanteln in einer Flüssigkeit wie Chloroform auf,legen sich jeweils zwei der Halbkugeln wie schützende Hände um ein Chloroform-Molekül. Auf diese Weise werden aber nicht nur die Flüssigkeitsteilchen in einer Art Hohlkugel (aus den beiden Halbkugeln) eingeschlossen – durch diesen Vorgang werden die Kapseln auch zu langen Ketten aufgereiht. Diese Ketten verhalten sich in der Tat wie diejenigen in vielen Flüssigkristallen – sie brechen das Licht ähnlich wie die bekannten Vertreter. Unter bestimmten Bedingungen konnten Rebeks Mitarbeiter sogar Fasern aus dem Material ziehen.
Aus ähnlichen Kettenmolekülen (Polymeren) bestehen auch die meisten Kunststoffe, nur mit dem Unterschied, dass sich die Rebekschen Polykapseln nur in Gegenwart von Molekülen bilden, die genau in die beiden Halbkugeln passen. Gibt man diese Polykapseln in Wasser, zerstören dessen Moleküle die empfindlichen Hantelketten allerdings schlagartig. Dennoch ist Rebek zuversichtlich, daß seine gastfreundlichen Polymere zu allerhand vielversprechenden Jobs taugen: Etwa, wenn man die Halbkugelelemente so zuschneidet, daß sie nur eine ganz bestimmte Sorte von Molekülen, zum Beispiel eines Schadstoffs, aufnehmen können. Eine Anzeige aus diesen Flüssigkristallen würde sich verdunkeln, sobald sie mit diesen Substanzen in Kontakt kommt.
Siehe auch
- Spektrum Ticker vom 5.5.1999
"Bei Klausuren verboten!" - Spektrum Ticker vom 4.5.1999
"Aus, aber nicht weg"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich) - Spektrum der Wissenschaft 8/98, Seite 91
"Segeltuch für hohe Geschwindigkeiten"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich) - Spektrum der Wissenschaft 6/96, Seite 106
"Molekulares Modellieren in der Polymerforschung"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)
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