Einzelmoleküle auf Weg über Katalysator beobachtet

22. November 2005, 15:30
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Gesteuert und gleichzeitig "gefilmt" wurden die Kohlenmonoxid-Moleküle mit Lasern

Wien - Die Bewegungen von einzelnen Kohlenmonoxid-Molekülen auf einer Platin-Oberfläche haben Wissenschafter der Leiden University (Niederlande) in Zusammenarbeit mit Andreas Eichler (Institut für Materialphysik der Uni Wien) gleichsam gefilmt. Gesteuert und gleichzeitig beobachtet wurden die Moleküle mit Lasern, die Erkenntnisse der Forscher sind nicht zuletzt für die Katalysator-Technik von Bedeutung und wurden in der jüngsten Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift "Science Express" veröffentlicht.

An Oberflächen von Katalysatoren werden Moleküle getrennt, verbunden, um- oder abgebaut. Bisher kannten Wissenschafter vor allem die Situationen vorher und nachher und errechneten daraus, was sich am Katalysator abspielte. Mit der neuen Methode des niederländisch-österreichischen Teams ist es nun erstmals gelungen, die Bewegung von einzelnen Molekülen - im speziellen Fall Kohlenmonoxid - gleichsam wie in einem Film zu beobachten.

Praktisch lückenlose Beobachtung

Als Trägersubstanz wählten die Wissenschafter gestuftes Platin, wobei die einzelnen Stufen jeweils nur vier Moleküle breit waren. Die Oberfläche wurde zuerst im Hochvakuum mit Kohlenmonoxid bedampft und dann ein Teil durch Erhitzen wieder entfernt. Übrig blieben nur die Moleküle, die direkt an der Stufenkante angedockt waren. Diese Kanten-Moleküle haben eine geringfügig unterschiedliche Bindung an das Platin, somit ein unterschiedliches Schwingungsverhalten bei Anregung und das lässt sich messen.

Anschließend wurden Teilchen mit einem Laser gleichsam über die Oberfläche des Platins gejagt und dabei laufend - ebenfalls mit einer die Schwingungsfrequenz beoachtet. Je nachdem, an welcher Stelle sich ein einzelnes Molekül gerade befand, lieferte es unterschiedliche Daten. Damit ist es laut Eichler erstmals gelungen, die Teilchen praktisch lückenlos beobachten zu können. Bisher beobachteten die Forscher meist "vorher und nachher". Die Ergebnisse sind für das Verständnis, was an Katalysatoren passiert, von entscheidender Bedeutung. (APA)

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