Metall-Metall-Kontakte halten Ring aus 36 Goldatomen zusammen Gold-Krone im Nanomaßstab - scinexx | Das Wissensmagazin
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Metall-Metall-Kontakte halten Ring aus 36 Goldatomen zusammen

Gold-Krone im Nanomaßstab

Ring aus 36 verbundenen Goldatomen © Angewandte Chemie

Eine goldene Krone von nur wenigen Nanometern Durchmesser hat einen neuen Rekord aufgestellt. Denn das von chinesischen Forschern erzeugte Nanokleinod ist das bisher größte Ringsystem seiner Art. Das Besondere daran: Der molekulare Ring aus 36 Atomen wird ausschließlich über Gold-Gold-Bindungen zusammengehalten.

Große Molekül-Ringe faszinieren Chemiker bereits seit über 40 Jahren – seit der Entdeckung der Kronenether 1967. Die Pioniere auf diesem Gebiet, C. J. Pederson, J.-M. Lehn und D. J. Cram, erhielten 1987 den Nobelpreis für ihre Entdeckung. Inzwischen spielen große molekulare Ringe eine wichtige Rolle bei der Suche nach neuen funktionellen Materialien und in der Nanotechnologie. Die Synthese von Ringen, die durch reine Metall-Metall-Bindungen zusammengehalten werden, ist bisher allerdings immer noch eine Herausforderung.

Kleine Ringe aus einfach positiv geladenen Goldatomen sind schon länger bekannt, aber erst kürzlich war es einem Team der Universitäten in Peking, Hong Kong und Nanjing gelungen, einen Ring aus 16 Goldatomen herzustellen. Nun stellen die Forscher um Shu-Yan Yu, Yi-Zhi Li und Vivian Wing-Wah Yam ein weiteres Mitglied dieser Verbindungsklasse vor, den bis dato größten Goldring, der über Gold-Gold-Bindungen zusammengehalten wird: Ein Ringsystem, das 36 einwertige Goldatome enthält.

Für ihre Synthese gehen die Forscher zunächst von einem Ring aus, der sechs Goldatome enthält. Drei Goldatome sind darin zu einem Dreieck miteinander verknüpft. Jedes dieser Goldatome trägt ein weiteres Goldatom, das von der Dreicksspitze nach außen ragt. Drei organische Liganden sind so an dieses flache Doppel-Dreieck gebunden, dass ein Molekül entsteht, dessen Form an einen dreiflügeligen Propeller erinnert.

Sechs solcher Propeller lassen sich in einem Selbstorganisationsprozess zu einem großen Ring verbinden. Die Gold- Atome sind in diesem Ring in einer Form angeordnet, die an eine Krone erinnert: Sechs Doppeldreiecke sind über je zwei Spitzen ringförmig untereinander verknüpft. Ihre freien Doppelspitzen weisen nach außen.Dabei ragen sie immer abwechselnd nach oben und nach unten aus der Ringebene heraus.

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(Angewandte Chemie, 15.05.2008 – NPO)

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