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Langsame Elektronen – effizientere Reaktionen

Durch Zufall hat eine Forschungsgruppe der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ein Verfahren zur Erzeugung langsamer Elektronen in Lösung entdeckt und damit neue Chancen zur Optimierung chemischer Reaktionen und zur Erforschung der Mechanismen von Strahenschädigungen aufgetan.
Hier sind zwei Elektronen kurz vereint als Dielektron (rot) umhüllt von Lösungsmittelmolekülen. Genauer lässt sich das Dielektron nicht lokalisieren. Anschliessend verlässt eines der Elektronen diesen Bereich. (Bild: Hartweg S et al. Science 2023)

Durch Zufall hat eine Forschungsgruppe der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ein Verfahren zur Erzeugung langsamer Elektronen in Lösung entdeckt und damit neue Chancen zur Optimierung chemischer Reaktionen und zur Erforschung der Mechanismen von Strahenschädigungen aufgetan.

Ursprünglich wollte das ETH-Forschungsteam um Prof. Ruth Signorell ein in Lösung befindliches Dielektron direkt nachweisen. Ein Dielektron besteht aus zwei Elektronen, besitzt keinen Kern und zerfällt in weniger als einer Billionstelsekunde wieder in zwei Elektronen. So war sein direkter Nachweis bisher nicht gelungen.

Bei dem Versuch, ihn endlich doch zu erbringen, entdeckte das Forschungsteam zufällig ein neues Verfahren zur Herstellung von Elektronen in Lösung, die sich langsam bewegen. Ihre Geschwindigkeit können die Wissenschaftler sogar mit UV-Licht steuern. Damit lassen sich bestimmte chemische Reaktionen in Gang bringen, wie etwa die synthetische Herstellung von Cortison und anderen Steroiden. Darüber hinaus ist diese Art der Initiierung chemischer Reaktionen überall dort interessant, wo im ersten Schritt eine Verbindung ein freies Elektron aufnimmt.

Ein weiteres Forschungsfeld stellen die Mechanismen dar, durch welche langsame Elektronen bei Menschen Strahlenschäden verursachen. Bisher haperte es für Laborversuche an einer Quelle für die benötigten langsamen Elektronen. Jetzt besteht die Hoffnung auf neue Erkenntnisse zur Entstehung von Strahlenschäden und auf eine Minimierung der Risiken, wenn Menschen Röntgenstrahlung zu diagnostischen oder therapeutischen Zwecken ausgesetzt werden.

https://ethz.ch

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