Synthesen in der Kugelmühle

Wärme, Licht und Elektrizität sind die typischen Energiequellen chemischer Synthesen. Es haben sich aber auch mechanische Kräfte etabliert. Mechanochemie braucht kein Lösungsmittel und funktioniert bei Raumtemperatur. In der Kugelmühle oder im Mahlbecher entstehen ungewöhnliche Produkte. Wie sich die der Mechanochemie zugrundeliegenden Prozesse erforschen lassen, steht in den „Nachrichten aus der Chemie“.

Die Mechanochemie nutzt ein Werkzeug, das schon die Alchemisten einsetzten: den Mörser. Er und modernere Varianten wie die Kugelmühle zerkleinern und homogenisieren nicht nur, sondern dienen auch als Reaktionsgefäße für Synthesen. Die kinetische Energie, die durch Bewegung von Mahlkugeln in einem Mahlbecher entsteht, kann chemische Reaktionen starten. Die mechanochemischen Synthesen laufen dann bei Raumtemperatur und Normaldruck ab, sind schnell, einfach durchzuführen und hochselektiv. Eindeutige Vorteile im Vergleich zu Standardsyntheseverfahren der Festkörperchemie – daher wurde die Mechanochemie in den letzten beiden Jahrzehnten wieder intensiv erforscht.

Der Eintrag mechanischer Energie führt zu ungewöhnlichen Produkten – von der Legierung bis zur organischen oder pharmazeutischen Verbindung. Über die zugrundeliegenden Prozesse ist bislang jedoch wenig bekannt. Abhilfe schaffen transparente Reaktionsgefäße. Sie ermöglichen, die Intermediate und Produkte während der Reaktion via Röntgenbeugung mit Synchrotronstrahlung und Ramanspektroskopie zu erfassen. So kann der mechanochemische Reaktionsverlauf auf kristalliner und molekularer Ebene untersucht werden, ohne den Mahlvorgang zu stoppen.

Die Chemikerinnen Franziska Fischer und Franziska Emmerling beschreiben in den „Nachrichten aus der Chemie“, mit welche Moleküle sie mit Mechanochemie herstellen und wie sie sie untersuchen. Die PDF-Datei des Beitrags gibt es bei der Redaktion der „Nachrichten aus der Chemie“ unter nachrichten@gdch.de.

Nahezu 60.000 anspruchsvolle Chemiker und Chemikerinnen aus Wissenschaft, Wirtschaft und Lehre informieren sich mit den „Nachrichten" über Entwicklungen in der Chemie, in angrenzenden Wissenschaften sowie über gesellschaftliche und wirtschaftliche Aspekte. Kennzeichen der Zeitschrift der Gesellschaft Deutscher Chemiker sind das breite Spektrum der Berichte, das einmalige Informationsangebot sowie Veranstaltungs- und Fortbildungstermine.

Quelle
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.