Ein Forscherteam der Universitat de les Illes Balears hat ein neues Molekül entwickelt, das sich zu Strukturen unterschiedlicher Größe selbst organisieren kann – ein Durchbruch, der zur Entwicklung intelligenter und anpassungsfähiger Materialien beitragen könnte, die potenzielle Anwendungen in Bereichen wie selbstreparierende Kunststoffe, Klebstoffe oder biomedizinische Materialien finden.
Die Forschungsarbeit, die in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ veröffentlicht wurde, ist Teil des Forschungsgebiets der supramolekularen Chemie – einer Disziplin, die untersucht, wie sich Moleküle durch schwache Wechselwirkungen zu komplexen Strukturen mit neuartigen Eigenschaften zusammenfügen, wie die UIB mitteilte. Die Arbeit wurde von Forschern der Gruppen Funktionale organische Systeme und Supramolekulare Systeme und Nanokapselung der UIB durchgeführt.
Die Wissenschaftler haben ein Molekül vom Typ Ureidoesquaramid entwickelt, das verschiedene Konfigurationen annehmen und sowohl eindimensionale als auch zweidimensionale supramolekulare Strukturen bilden kann. Der Studie zufolge gruppieren sich die Moleküle bei steigender Konzentration oder sinkender Temperatur zu zweidimensionalen Nanoplättchen – ein ungewöhnliches Verhalten, das von der erwarteten Tendenz zur Bildung linearer Ketten abweicht.
Die Untersuchung analysiert zudem zwei unterschiedliche feste Formen der molekularen Organisation, sogenannte Polymorphe, die zwar dieselben Wechselwirkungen zwischen den Molekülen aufweisen, jedoch unterschiedliche Strukturen besitzen. Dieses Phänomen ist von Bedeutung, da es die physikalischen Eigenschaften eines Materials verändern kann, ohne dessen chemische Zusammensetzung zu beeinflussen.
Zur Durchführung der Studie kombinierten die Forscher experimentelle und computergestützte Techniken, darunter Kernspinresonanz, Elektronenmikroskopie, Röntgenbeugung und theoretische Berechnungen, mit dem Ziel, die Mechanismen zu verstehen, die die Selbstorganisation dieser Strukturen steuern.
Bartomeu Soberats, Professor am Fachbereich Chemie der UIB und Mitautor der Arbeit, betonte, dass die Ergebnisse zeigen, wie kleine Veränderungen in der Form der Moleküle deren Organisation und die Eigenschaften der daraus gewonnenen Materialien maßgeblich beeinflussen können. Den Forschern zufolge liefert diese Entdeckung neue Werkzeuge für die Entwicklung fortschrittlicher molekularer Materialien und stärkt die Rolle der UIB in der Spitzenforschung auf dem Gebiet der supramolekularen Chemie.
Quelle: Agenturen
