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News: Laserlicht steuert chemische Reaktion

Amerikanischen Chemikern ist es gelungen, durch Laserbestrahlung den Ablauf einer komplexen chemischen Reaktion zu steuern. Sie regten mit einem Laserpuls selektiv eine Schwingung in einer Kohlenstoff-Wasserstoff-(C-H)-Bindung an. Diese Bindung erwies sich bei einer anschließenden Reaktion als über neunzig Mal reaktiver als ohne Laseranregung.

Beim Kontakt des Moleküls Methan (CH4) mit einer Nickel-Oberfläche bricht eine der C-H-Bindungen, sodass ein einzelnes Wasserstoff-Atom und eine Methylgruppe frei werden. Daniel Killelea von der Tufts-Universität in Medford und sein Team arbeiteten mit Methan, in dem drei der Wasserstoff-Atome durch schweren Wasserstoff (Deuterium) ersetzt waren.

Deuterium zeichnet sich wegen seines höheren Atomgewichtes durch andere Schwingungsfrequenzen aus, verhält sich chemisch jedoch wie gewöhnlicher Wasserstoff. Deswegen bricht unter normalen Umständen jede der vier Bindungen mit etwa gleicher Wahrscheinlichkeit – auf jedes abgespaltene Wasserstoff-Atom kommen also drei Deuterium-Atome.

Die Forscher bestrahlten jedoch die Moleküle mit Laserlicht einer Frequenz, die genau auf die Schwingung der C-H-Bindung abgestimmt war. Dadurch entstanden beim Kontakt mit der Nickel-Oberfläche dreißig Wasserstoff-Atome pro Deuterium. (lfi)

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