12.10.2017

Besondere Eigenschaften ionischer Flüssigkeiten beruhen auf Wasserstoffbrückenbindungen



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Die einjährige Zusammenarbeit zwischen der Forschergruppe aus dem Institut für Chemie der Universität Rostock um Professor Ralf Ludwig und Forscherkollegen aus Novosibirsk trägt erste Früchte. Gemeinsam entlocken sie ionischen Flüssigkeiten ihre Geheimnisse. Die besitzen nämlich interessante Eigenschaften, die für einen möglichen industriellen Einsatz genutzt werden können. Die Chemiker aus beiden Ländern zeigen in gemeinsamen Versuchen, das das Geheimnis der Eigenschaften ionischer Flüssigkeiten auf der Bildung von Wasserstoffbrücken zwischen den Ionen beruht und es eine empfindliche Sonde für diese Art der Wechselwirkung gibt, die sich deutlich von denen in Wasser und Biomolekülen unterscheidet. Für diese Erkenntnisse sind die Forscher in der renommierten Zeitschrift "Angewandte Chemie" mit Prädikat und Titelseite ausgezeichnet worden. Die Titelseite prämiert Arbeiten in dem hochaktuellen Forschungsgebiet der ionischen Flüssigkeiten.

Die so genannten flüssigen Salze bestehen ausschließlich aus geladenen Teilchen und sind im Gegensatz zu Kochsalz bei Raumtemperatur flüssig. "Es ist eine Binsenweisheit, dass sich positiv und negativ geladene Teilchen anziehen. Gleichzeitig werden aber die von Wasser und Alkoholen bekannten Wasserstoffbrücken ausgebildet", so Ludwig. Diese Wasserstoffbrücken haben einen entscheidenden Einfluss auf die makroskopischen Eigenschaften der ionischen Flüssigkeiten. Diffusion, Viskosität und Leitfähigkeiten sind für die industrielle Anwendung von großer Bedeutung.

Nur ein Fünftel der bei dieser Zeitschrift eingereichten Arbeiten wird veröffentlicht und davon werden wiederum nur fünf Prozent mit dem Prädikat "VIP" ausgezeichnet. "Darauf sind wir sehr stolz, denn die Zeitschrift ist eine der wichtigsten in der Chemie weltweit", erklärt Ludwig, Als "VIP" werden sehr interessante Arbeiten in einem hochaktuellen Forschungsgebiet ausgezeichnet, die von den Gutachtern als "sehr wichtig" eingestuft werden.

Gemeinsam haben die Wissenschaftler nämlich gezeigt, dass die Wasserstoffbrücken zwischen geladenen Teilchen deutlich stärker sind als die in Wasser oder Biomolekülen. Dabei haben die Forscher eine experimentelle Methode eingesetzt, die bald auch in Rostock zur Verfügung stehen wird: Die sogenannte Festkörper NMR-Spektroskopie. Diese liefert Informationen über Heterogenitäten in ionischen Flüssigkeiten. Es gibt einen Temperaturbereich, in dem sich eine ionische Flüssigkeit ähnlich wie wie Glas verhält. Diese glasartige Substanz besteht aus verschiedenen Strukturelementen. Auch dabei spielen die Wasserstoffbrücken eine besondere Rolle.

Brücken im übertragenen Sinne wurden mit dieser Arbeit auch zwischen den Wissenschaftlern aus Rostock und Novosibirsk gebaut. Die vor einem Jahr erfolgreich begonnene Kooperation soll unbedingt fortgesetzt werden. Zur finanziellen Unterstützung der weiteren gemeinsamen Arbeit haben die Rostocker Chemiker einen Forschungsantrag bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft gestellt.

» Originalpublikation

Quelle: Universität Rostock



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