Nature Communications<\/a> ver\u00f6ffentlicht wurden, stellen einen bedeutenden Schritt f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis der Dynamik \u2013 d.h. der Bewegungen innerhalb eines Molek\u00fcls \u2013 der k\u00fcnstlichen Photosynthese dar, anhand der Molek\u00fcle Solarenergie in chemischen Bindungen absorbieren und speichern. Solche Ergebnisse k\u00f6nnen den Weg f\u00fcr die gezielte Entwicklung von lichtaktivierten Molek\u00fclen ebnen, die Wasserstoffbrennstoff aus Wasser herstellen und damit die nat\u00fcrliche Photosynthese nachahmen, bei der in der Natur Solarenergie und Kohlendioxid in Pflanzenzucker umgewandelt werden.<\/p>\n\u201ePhotokatalytische Systeme bieten ein gro\u00dfes Potenzial. Wenn wir die zugrundeliegende Dynamik der chemischer Reaktionen in lichtabsorbierenden Molek\u00fclen verstehen, k\u00f6nnen wir rational entscheiden, wie sich deren F\u00e4higkeit, Kraftstoffe oder andere wichtige Molek\u00fcle herzustellen, verbessern l\u00e4sst\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Martin Meedom Nielsen von der DTU, Fachbereich Physik.<\/p>\n
Der in der vorliegenden Studie untersuchte Photokatalysator ist als metallorganische Verbindung typisch f\u00fcr eine gro\u00dfe Klasse von Molek\u00fclen, die eine ganze Reihe photochemischer Reaktionen verrichten. Die Kombination aus Experimenten und computergest\u00fctzter Chemie zeigte, dass die Lichtanregung des Molek\u00fcls eine gro\u00dfr\u00e4umige Strukturdynamik initiiert und die Art der Wechselwirkung mit den umgebenden L\u00f6sungsmittelmolek\u00fclen v\u00f6llig ver\u00e4ndert. Vor der Lichtabsorption zieht der Photokatalysator die L\u00f6sungsmittelmolek\u00fcle \u00fcber diffuse und unspezifische Wechselwirkungen an. Die Lichtabsorption \u00e4ndert diese Wechselwirkungen in sehr spezifische Wechselwirkungen, die bewirken, dass sich die L\u00f6sungsmittelmolek\u00fcle um 180 Grad drehen und an das aktive Zentrum des Photokatalysators andocken. Diese Art von Dynamik wurde bisher noch nie visualisiert.<\/p>\n
Viele der wichtigen, nach der Lichtaktivierung von photokatalytischen Molek\u00fclen auftretenden dynamischen Effekte laufen auf ultraschnellen Zeitskalen von wenigen hundert Femtosekunden ab. Um solche ultraschnellen Prozesse zu verfolgen, brauchen die Forscher hochspezialisierte, ausgekl\u00fcgelte Instrumente. Nielsen und sein Team nutzten den Freie-Elektronen-R\u00f6ntgenlaser LCLS am SLAC National Accelerator Laboratory in Kalifornien, USA.<\/p>\n
\u201eWir warten mit Spannung darauf, den n\u00e4chsten Schritt in der Erforschung der Molek\u00fcldynamik gehen zu k\u00f6nnen\u201c, meint Nielsen, dessen Gruppe sich auf ihren Einsatz am European XFEL vorbereitet, der 2017 den Nutzerbetrieb aufnehmen soll.<\/p>\n
\u201eEs war eine tolle Gelegenheit, Teil des Teams zu sein und das Potenzial der ultraschnellen R\u00f6ntgenstreutechnik an Fl\u00fcssigkeiten ausnutzen zu k\u00f6nnen. Wir werden diese Methode auch beim FXE-Instrument am European XFEL implementieren und den Nutzern zur Verf\u00fcgung stellen\u201c, erkl\u00e4rt Wojciech Gawe\u0142da, Wissenschaftler bei European XFEL. \u201eDie Ergebnisse sind f\u00fcr das FXE-Instrument am European XFEL sehr wichtig\u201c, sagt FXE-Gruppenleiter Christian Bressler. \u201eDie einzigartigen Experimentierm\u00f6glichkeiten unseres Instruments werden es erlauben, R\u00f6ntgenstreutechniken und Methoden der R\u00f6ntgenspektroskopie gleichzeitig einzusetzen. In Kombination mit den noch nie dagewesenen Eigenschaften des European XFEL und einem eigens entwickelten \u201aLarge Pixel Detector\u2018 wird das FXE-Instrument es erm\u00f6glichen, noch anspruchsvollere Studien in \u00e4hnlichen molekularen Systemen durchzuf\u00fchren.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Ein Team von Forschern der Technischen Universit\u00e4t D\u00e4nemark (DTU), dem auch European XFEL-Wissenschaftler angeh\u00f6ren, hat gezeigt, dass es m\u00f6glich ist, \u201emolekulare Filme\u201c der Wechselwirkungen zwischen lichtaktivierten Molek\u00fclen und ihrer Umgebung aufzuzeichnen. Die Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer besseren Nutzung der Solarenergie. Das Team setzte dazu modernste R\u00f6ntgeninstrumente und hochentwickelte Methoden […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[12463,12962],"supplier":[12960,22375,884,20444,6679,11306],"class_list":["post-39695","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-ccu2016","tag-photokatalyse","supplier-european-xfel","supplier-korea-advanced-institute-of-science-and-technology-kaist","supplier-lund-university-sweden","supplier-nature-journal","supplier-slac-national-accelerator-laboratory","supplier-technical-university-of-denmark-dtu"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39695","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=39695"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39695\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=39695"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=39695"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=39695"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=39695"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}