Physical Review Letters: RUB-Chemiker fangen NO-Molekül im
Nanotröpfchen
Radikal trifft Quantenflüssigkeit - NO im
Heliumnanotröpfchen beobachtet.
In einem fünf Nanometer kleinen Ball aus
supraflüssigem Helium haben Bochumer Chemiker um Prof. Dr. Martina
Havenith-Newen (Lehrstuhl für physikalische Chemie II) bei -272,78°C -
nur 0,37°C über dem absoluten Nullpunkt - ein
Stickstoffoxid(NO)-Molekül eingefangen. Mittels eines hochauflösenden
Infrarotlasers, der einen charakteristischen chemischen Fingerabdruck
liefert, konnten die Forscher erstmals Informationen über die
Wechselwirkung zwischen dem NO-Molekül und seiner Umgebung
herausfinden. Über ihre Ergebnisse berichten sie in der aktuellen
Ausgabe von "Physical Review Letters".
Im Nanotröpfchen ist das NO-Molekül wie in einem winzigen
Labor eingefangen.
Nanotröpfchen beeinflusst Einzelelektron fast
nicht
Das sog. Heliumnanotröpfchen besitzt bei ultrakalten Temperaturen
seltsame Eigenschaften: Es ist supraflüssig, d.h. es hat keine
Reibung. "Ein Molekül kann daher reibungslos in dem
Heliumnanotröpfchen rotieren", erklärt Prof. Havenith-Newen, "und das
konnten wir beim NO direkt beobachten." Während in normalen Molekülen
nur gepaarte Elektronen auftreten, handelt es sich beim NO um ein
"Radikal": Es hat ein einzelnes ungepaartes Elektron, was typisch ist
für besonders reaktive Moleküle. Erstmals konnten die Chemiker
detailliert untersuchen, wie das Heliumnanotröpfchen die Elektronen
beeinflusst - nämlich fast gar nicht: Der infrarote Fingerabdruck des
NO im Heliumnanotröpfchen ist fast identisch mit dem Fingerabdruck des
NO Moleküls im Vakuum.
Nanolabor für die Zukunft
Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Zukunft: "Supraflüssige
Heliumnanotröpfchen sind Erfolg versprechende Nanolaboratorien, womit
man chemische Reaktionen bei ultrakalten Temperaturen untersuchen
kann", so Prof. Havenith-Newen. Außerdem zeigte das Infrarotspektrum
die seltsame Quantennatur des supraflüssigen Heliumnanotröpfchens.
Quellen und weitere Informationen:
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Publiziert am 18.11.2005
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K. von Haeften, A. Metzelthin, S. Rudolph, V. Staemmler, M.
Havenith, et al.: High-resolution spectroscopy of NO in helium
droplets: A prototype for open shell molecular interactions in a
quantum solvent. In:
Physical Review Letter, Vol. 95, doi:
10.1103/PhysRevLett.95.215301
